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(共39張PPT)
第三節(jié)　生活中的圓周運(yùn)動(dòng)
核心素養(yǎng)點(diǎn)擊
物理觀念 (1)了解生活中的各種圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
(2)知道公路彎道、鐵路彎道、拱形與凹形路面的特點(diǎn)
科學(xué)思維 (1)能根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析生活中的各種圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
(2)會(huì)分析火車(汽車)轉(zhuǎn)彎、汽車過凸形橋和凹形路面時(shí)的有關(guān)問題
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 通過對(duì)生活中圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析，有主動(dòng)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活的意識(shí)，體會(huì)物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用對(duì)日常生活的影響
圓周運(yùn)動(dòng)
靜摩擦力
外高內(nèi)低
重力和支持
力的合力
(2)火車轉(zhuǎn)彎。
①運(yùn)動(dòng)情況：相當(dāng)于做 。
②彎道的內(nèi)外軌一樣高：由 對(duì)輪緣的彈力提供向心力，如圖甲所示，這樣鐵軌和車輪極易受損，還可能使火車側(cè)翻。
③彎道的外軌略高于內(nèi)軌：如果依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力幾乎完全由 和 的合力提供，如圖乙所示。
圓周運(yùn)動(dòng)
外軌
重力G
支持力FN
(3)鐵路彎道的特點(diǎn)。
①轉(zhuǎn)彎處 略高于 。
②鐵軌對(duì)火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道 。
③鐵軌對(duì)火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的 ，它提供了火車以規(guī)定速度行駛時(shí)的 。
外軌
內(nèi)軌
內(nèi)側(cè)
圓心
向心力
2．判一判
(1)汽車轉(zhuǎn)彎可以簡化為水平面上的圓周運(yùn)動(dòng)。 ( )
(2)火車轉(zhuǎn)彎處的軌道內(nèi)軌要高于外軌。 ( )
(3)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力是由鐵軌與車輪間的擠壓力提供的。 ( )
(4)火車通過彎道時(shí)具有速度的限制。 ( )
3．想一想
火車靜止在轉(zhuǎn)彎處時(shí)，合力為零，若火車按照規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，其合力也是零嗎？
提示：此時(shí)火車具有向心加速度，其合力沿水平方向指向軌道的內(nèi)側(cè)。
√
×
×
√
二、汽車過拱形與凹形路面
1．填一填
mg－FN
FN－mg
結(jié)論 汽車對(duì)拱形路面的壓力小于汽車所受的重力，而且汽車速度越大，對(duì)路面的壓力 ____ 汽車對(duì)凹形路面的壓力大于汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)凹形路面的壓力_____
超重、
失重現(xiàn)象 失重狀態(tài) 超重狀態(tài)
2.判一判
(1)汽車在拱形路面上行駛，速度較小時(shí)，對(duì)路面的壓力大于車的重力。( )
(2)汽車在水平路面上加速行駛時(shí)對(duì)水平路面的壓力大于車的重力。 ( )
(3)汽車過凹形路面底部時(shí)，對(duì)路面的壓力大于車的重力。 ( )
續(xù)表
越小
越大
×
×
√
探究(一)　　火車轉(zhuǎn)彎問題
[問題驅(qū)動(dòng)]
火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，請(qǐng)思考下列問題：
(1)火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌有什么特點(diǎn)？火車受力如何？運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)如何？
提示：火車轉(zhuǎn)彎處的外軌高于內(nèi)軌；由于外軌高于內(nèi)軌，
火車所受支持力的方向斜向上，火車所受支持力與重力的合力可以提供向心力；火車在行駛的過程中，中心的高度不變，故火車在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。
(2)火車以規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，什么力提供向心力？
提示：火車以規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，重力和支持力的合力恰好提供向心力。
(3)火車轉(zhuǎn)彎速度過大時(shí)，會(huì)對(duì)哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？
提示：當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速度過大時(shí)，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此時(shí)火車對(duì)外側(cè)軌道有向外的側(cè)向壓力。
(4)火車轉(zhuǎn)彎速度過小時(shí)，又會(huì)對(duì)哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？
提示：當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速度過小時(shí)，重力和支持力的合力大于所需向心力，此時(shí)火車對(duì)內(nèi)側(cè)軌道有向里的側(cè)向壓力。　　　　　　　　　　　
[重難釋解]
1．火車車輪的特點(diǎn)
火車的車輪有凸出的輪緣，火車在鐵軌上運(yùn)行時(shí)，車輪與鐵軌有水平與豎直兩個(gè)接觸面，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要是避免火車運(yùn)行時(shí)脫軌，如圖所示。
2．軌道分析
火車在轉(zhuǎn)彎過程中，運(yùn)動(dòng)軌跡是一段水平圓弧。由于火車轉(zhuǎn)彎過程中重心高度不變，故火車軌跡所在的平面是水平面，而不是斜面；火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。
3．向心力分析
火車速度合適時(shí)，火車受如圖所示的重力和支持力作用，火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F＝mgtan θ。
某鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300 m，鐵軌的軌距是1 435 mm，火車通過這里的規(guī)定速度是72 km/h。
(1)求內(nèi)外軌的高度差。
(2)保持內(nèi)外軌的這個(gè)高度差，如果列車通過轉(zhuǎn)彎處的速度大于或小于72 km/h，分別會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？說明理由。
[遷移·發(fā)散]
如果該彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車質(zhì)量為100 t，仍以規(guī)定速度72 km/h通過該彎道，其向心力來源是什么？向心力的大小是多少？會(huì)產(chǎn)生什么后果？
火車轉(zhuǎn)彎問題的解題策略
(1)對(duì)火車轉(zhuǎn)彎問題一定要搞清合力的方向，指向圓心方向的合外力提供火車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，方向指向水平面內(nèi)的圓心。
(2)彎道兩軌在同一水平面上時(shí)，向心力由外軌對(duì)輪緣的擠壓力提供。
(3)當(dāng)外軌高于內(nèi)軌時(shí)，向心力由火車的重力和鐵軌的支持力以及內(nèi)、外軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供，這還與火車的速度大小有關(guān)。

[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．[多選]在鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了 (　　)
A．增加火車輪子對(duì)外軌的擠壓
B．增加火車輪子對(duì)內(nèi)軌的擠壓
C．使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力
D．限制火車向外脫軌
解析：火車軌道建成外高內(nèi)低，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，軌道的支持力與火車的重力兩者的合力指向弧形軌道的圓心，為火車轉(zhuǎn)彎提供了(部分)向心力，減輕了輪緣與外軌的擠壓，同時(shí)在一定程度上限制了火車轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，即限制火車向外脫軌，故C、D正確。
答案：CD　
2．[多選] 如圖所示，鐵路轉(zhuǎn)彎處外軌應(yīng)略高于內(nèi)軌，火車必須按規(guī)
定的速度行駛，則轉(zhuǎn)彎時(shí) (　　)
A．火車所需向心力沿水平方向指向彎道內(nèi)側(cè)
B．彎道半徑越大，火車所需向心力越大
C．火車的速度若小于規(guī)定速度，火車對(duì)外側(cè)鐵軌擠壓
D．火車若要提速行駛，彎道的坡度應(yīng)適當(dāng)增大
探究(二)　汽車過拱形與凹形路面問題
[問題驅(qū)動(dòng)]
如圖甲、乙所示為汽車在拱形與凹形路面上行駛的示意圖，汽車行駛時(shí)可以看作圓周運(yùn)動(dòng)。
(1)如圖甲，汽車行駛到拱形路面的最高點(diǎn)時(shí)：
①什么力提供向心力？汽車對(duì)路面的壓力有什么特點(diǎn)？
②汽車對(duì)路面的壓力與車速有什么關(guān)系？汽車安全通過拱形路面最高點(diǎn)(不脫離路面)行駛的最大速度是多大？
(2)當(dāng)汽車行駛到凹形路面的最底端時(shí)，什么力提供向心力？汽車對(duì)路面的壓力有什么特點(diǎn)？
[重難釋解]
汽車過拱形與凹形路面問題的比較
續(xù)表
如圖所示，質(zhì)量m＝2.0×104 kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形路面和凸形路面，兩路面的圓弧半徑均為60 m。如果路面承受的壓力不得超過3.0×105N
(g取10 m/s2)，則汽車允許的最大速率是多少？
[遷移·發(fā)散]
在上述典例中，若以所求速率行駛，汽車對(duì)路面的最小壓力是多少？
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1. 如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說法不正確的是 (　　)
A．在豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力
B．在豎直方向汽車可能只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力
C．在豎直方向汽車可能只受重力
D．汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力
2．如圖所示，汽車在炎熱的夏天沿不規(guī)整的曲面行駛，
其中最容易發(fā)生爆胎的點(diǎn)是(汽車運(yùn)動(dòng)速率不變)(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)
3．如圖所示，是一座半徑為40 m的圓弧形拱形橋。一質(zhì)量為1.0×103 kg的汽車，行駛到拱形橋頂端時(shí)，汽車運(yùn)動(dòng)速度為10 m/s；則此時(shí)汽車運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大？向心力大小為多大？汽車對(duì)橋面的壓力是多少？(g取10 m/s2)
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維
如圖所示，地球可以看作一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑等于
地球半徑，試討論：
(1)地面上有一輛汽車在行駛，地面對(duì)它的支持力與汽車的速度有何關(guān)系？駕駛員在行駛過程中處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？駕駛員能感受到嗎？
(2)假設(shè)地球的半徑R＝6 400 km，g＝10 m/s2，汽車以多大的速度行駛時(shí)，駕駛員會(huì)處于完全失重狀態(tài)？
二、注重學(xué)以致用和思維建模
1．(2023·廣東1月學(xué)考)如圖所示，一物體從固定的光滑圓弧軌道上端由靜止下滑，當(dāng)物體滑到軌道最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是(　　)
A．物體處于超重狀態(tài)
B．物體處于平衡狀態(tài)
C．物體對(duì)軌道的壓力等于物體的重力
D．物體對(duì)軌道的壓力大于軌道對(duì)物體的支持力
答案：A　
2．近年來，我國高鐵技術(shù)迅猛發(fā)展。目前已經(jīng)全線通車的滬昆高鐵，穿越滬、浙、贛、湘、黔、滇六省，使得從上海到昆明的耗時(shí)減少為原來的四分之一。在滬昆高鐵的懷化至貴陽段，由于山勢(shì)原因，設(shè)計(jì)師根據(jù)地形設(shè)計(jì)了一半徑為
3 000 m，限定時(shí)速為180 km/h(此時(shí)車輪輪緣不受力)的彎道。試參考題目信息，結(jié)合以下條件求過此彎道時(shí)的外軌超高值d為多少。(已知我國的軌距L約為1 500 mm，且角度較小時(shí)，可認(rèn)為正弦跟正切相等，重力加速度g＝10 m/s2)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（八） 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)
A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合
1．[多選]火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看作是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度提高易使外軌受損。為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)使外軌受損這一難題，你認(rèn)為理論上可行的措施是(　　)
A．減小彎道半徑
B．增大彎道半徑
C．適當(dāng)減小內(nèi)外軌道的高度差
D．適當(dāng)增加內(nèi)外軌道的高度差
解析：選BD　當(dāng)火車速度增大時(shí)，可適當(dāng)增大轉(zhuǎn)彎半徑或適當(dāng)增大軌道傾角，以減小外軌所受壓力，故B、D正確。
2．建造在公路上的橋梁大多是拱形橋，較少是水平橋，更少有凹形橋，其主要原因是(　　)
A．為了節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本
B．汽車以同樣速度通過凹形橋時(shí)對(duì)橋面的壓力要比水平或拱形橋壓力大，故凹形橋易損壞
C．建造凹形橋的技術(shù)特別困難
D．拱形橋更美觀些
解析：選B　汽車通過凹形橋時(shí)，路面的支持力和重力提供汽車的向心力，根據(jù)牛頓第二定律，汽車產(chǎn)生超重現(xiàn)象，汽車對(duì)橋面的壓力大于重力。而汽車通過拱形橋時(shí)，產(chǎn)生失重現(xiàn)象，汽車對(duì)橋面的壓力小于重力。汽車通過水平路面時(shí)，對(duì)路面的壓力等于汽車的重力，這樣汽車以同樣的速度通過凹形橋時(shí)對(duì)橋面的壓力要比水平或拱形橋壓力大，故凹形橋易損壞，故選項(xiàng)B正確。
3．俗話說，養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)。近年來我國軍隊(duì)進(jìn)行了多種形式的軍事演習(xí)。如圖所示，在某次軍事演習(xí)中，一輛戰(zhàn)車以恒定的速率在起伏不平的路面上行進(jìn)，則戰(zhàn)車對(duì)路面的壓力最大和最小的位置分別是(　　)
A．A點(diǎn)，B點(diǎn) B．B點(diǎn)，C點(diǎn)
C．B點(diǎn)，A點(diǎn) D．D點(diǎn)，C點(diǎn)
解析：選C　戰(zhàn)車在B點(diǎn)時(shí)，由FN－mg＝m知，F(xiàn)N＝mg＋m，則FN>mg，故對(duì)路面的壓力最大；在C和A點(diǎn)時(shí)，由mg－FN＝m知，F(xiàn)N＝mg－m，則FNRA，故FNC>FNA，故在A點(diǎn)對(duì)路面壓力最小，故C項(xiàng)正確。
4.[多選]如圖所示，宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是(　　)
A．宇航員仍受重力的作用
B．宇航員受力平衡
C．宇航員所受重力等于所需的向心力
D．宇航員不受重力的作用
解析：選AC　做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中的宇航員，所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，并非宇航員不受重力作用，A、C正確，B、D錯(cuò)誤。
5.一輛運(yùn)輸西瓜的小汽車(可視為質(zhì)點(diǎn))，以大小為v的速度經(jīng)過一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高點(diǎn)，其中一個(gè)質(zhì)量為m的西瓜A(位置如圖所示)受到周圍的西瓜對(duì)它的作用力的大小為(　　)
A．mg B.
C．mg－ D．mg＋
解析：選C　西瓜和汽車一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向上的合力提供向心力，有：mg－F＝m，解得F＝mg－，故選項(xiàng)C正確。
6．(2024·廣東汕頭高一階段練習(xí))公路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時(shí)，常常要修建凹形路面，也叫“過水路面”。如圖所示，汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)(　　)
A．汽車的加速度為零，受力平衡
B．汽車對(duì)路面的壓力比汽車的重力大
C．汽車對(duì)路面的壓力比汽車受到路面的支持力小
D．汽車的速度越大，汽車對(duì)路面的壓力越小
解析：選B　汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，汽車的加速度方向向上，根據(jù)牛頓第二定律可得FN－mg＝m，汽車對(duì)路面的壓力與汽車受到路面的支持力是一對(duì)相互作用力，大小相等，則有FN′＝FN＝mg＋m，可知汽車對(duì)路面的壓力比汽車的重力大，汽車的速度越大，汽車對(duì)路面的壓力越大。故選B。
7.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動(dòng)可看作是半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)、外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于(　　)
A. B.
C. D.
解析：選B　設(shè)路面的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得mgtan θ＝m，又由數(shù)學(xué)知識(shí)可知tan θ＝，聯(lián)立解得v＝ ，選項(xiàng)B正確。
8．質(zhì)量為1噸的汽車過拱形橋的運(yùn)動(dòng)可以看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以20 m/s的速度過橋，橋面的圓弧半徑為500 m，g取9.8 m/s2，則汽車過橋面頂點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力是(　　)
A．800 N B．9 000 N
C．10 000 N D．10 800 N
解析：選B　汽車在橋頂時(shí)，由重力和支持力的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛頓第二定律得mg－N＝m，解得N＝mg－m＝1 000×9.8 N－1 000× N＝9 000 N，根據(jù)牛頓第三定律得：對(duì)汽車橋面的壓力大小N′＝N＝9 000 N，方向豎直向下，故B正確。
9． 2022年北京冬奧會(huì)短道速滑混合團(tuán)體2 000米接力決賽中，我國短道速滑隊(duì)奪得中國隊(duì)在本屆冬奧會(huì)的首金。
(1)如果把運(yùn)動(dòng)員起跑后進(jìn)入彎道前的過程看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)員加速到速度v＝9 m/s時(shí)，滑過的距離x＝15 m，求加速度的大小；
(2)如果把運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行的過程看作軌道為半圓的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員同時(shí)進(jìn)入彎道，滑行半徑分別為R甲 ＝8 m、R乙 ＝9 m，滑行速率分別為v甲 ＝10 m/s、v乙 ＝11 m/s，求甲、乙過彎道時(shí)的向心加速度大小之比，并通過計(jì)算判斷哪位運(yùn)動(dòng)員先出彎道。
解析：(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2＝2ax，得a＝2.7 m/s2。
(2)由向心加速度公式a＝，帶入數(shù)據(jù)可得向心加速度之比為，由t＝＝，代入數(shù)據(jù)可得t甲＝，t乙＝，t甲答案：(1)2.7 m/s2　(2)　甲
B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新
10.飛機(jī)駕駛員最多可承受9倍的重力加速度帶來的影響，當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖時(shí)速度為v，則圓弧的最小半徑為(　　)
A.　　　B.　　　C.　　　D.
解析：選B　當(dāng)飛機(jī)飛到最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：
F－mg＝m；由題意得：
F≤9mg；解得：R≥，故B正確。
11．一輛質(zhì)量m＝2 t的轎車，駛過半徑R＝90 m的一段拱形橋面，g＝10 m/s2，求：
(1)轎車以10 m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多大？
(2)在最高點(diǎn)對(duì)橋面的壓力等于零時(shí)，轎車的速度大小是多少？
解析：(1)轎車在橋上運(yùn)動(dòng)，通過拱形橋面最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向受力分析如圖所示。
設(shè)橋面對(duì)轎車的支持力為N，重力與橋面對(duì)轎車支持力的合力提供向心力，則mg－N＝m，得出N≈1.78×104 N，根據(jù)牛頓第三定律，轎車在橋面最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面壓力的大小為1.78×104 N。
(2)對(duì)橋面的壓力等于零時(shí)，則橋面對(duì)轎車的支持力為N＝0。設(shè)此時(shí)轎車的速度為v′，轎車的重力提供向心力，
則mg＝m，得出v′＝＝30 m/s。
答案：(1)1.78×104 N　(2)30 m/s
12．如圖所示，高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道半徑R＝100 m，汽車的質(zhì)量m＝1 500 kg，重力加速度g＝10 m/s2。　
(1)當(dāng)汽車以v1＝10 m/s的速率行駛時(shí)，其所需的向心力為多大？
(2)若路面是水平的，已知汽車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。問汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生徑向滑動(dòng)所允許的最大速率vm為多少？
(3)若汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)仍以(2)中的最大速率vm，且要求汽車剛好不受徑向的摩擦力作用，則轉(zhuǎn)彎處的路面應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)？
解析：(1)由題意有：F＝m＝1 500× N＝1 500 N，故汽車所需向心力為1 500 N。
(2)當(dāng)以最大速率轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，此時(shí)有：fm＝μmg＝m，
由此解得最大速率為：vm＝20 m/s。
(3)若汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)仍以(2)中的最大速率vm，且要求汽車剛好不受徑向的摩擦力作用，則轉(zhuǎn)彎處的路面應(yīng)設(shè)計(jì)成“外高內(nèi)低”的情況，設(shè)路面的斜角為θ，作出汽車的受力圖，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有：
mgtan θ＝m，解得tan θ＝0.4，
即路面的傾角θ＝arctan 0.4。
答案：(1) 1 500 N　 (2) 20 m/s　(3)見解析
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