题目
自行车在转弯的时候,与竖直方向会有一定的倾角,这是为了什么?A. 增大离心力B. 减小离心力C. 产生一个与离心力矩反向的力矩D. 减少摩擦力
自行车在转弯的时候,与竖直方向会有一定的倾角,这是为了什么?
A. 增大离心力
B. 减小离心力
C. 产生一个与离心力矩反向的力矩
D. 减少摩擦力
题目解答
答案
C. 产生一个与离心力矩反向的力矩
解析
考查要点:本题主要考查学生对自行车转弯时受力分析的理解,特别是力矩平衡在实际问题中的应用。
解题核心思路:
当自行车转弯时,由于向心加速度的存在,会产生离心力矩,导致车辆有向外倾覆的趋势。此时,通过倾斜车身,可以调整重心位置,从而产生一个与离心力矩方向相反的力矩,实现力矩平衡,确保转弯稳定性。
破题关键点:
- 明确离心力是虚拟力,其方向背离圆心。
- 理解倾斜车身的作用是通过改变重心位置,产生反向力矩,而非直接改变离心力大小或摩擦力。
自行车转弯时,车体与竖直方向的倾角是为了平衡离心力矩。具体分析如下:
离心力矩的产生
转弯时,车体和骑车者受到离心力的作用,该力会产生一个使车体向外倾斜的力矩(离心力矩)。
倾斜车身的作用
通过倾斜车身,车体重心向转弯内侧移动。此时,重力与支撑力的合力作用线会形成一个与离心力矩方向相反的力矩,从而抵消离心力矩。
力矩平衡的意义
两力矩大小相等、方向相反时,车体受力平衡,避免侧翻,同时使转弯更稳定。
错误选项分析:
- A/B:离心力的大小由速度、转弯半径决定,倾斜角度无法显著改变其大小。
- D:摩擦力主要提供向心力,减少摩擦力不利于转弯。