2024年高中物理新教材同步 必修第二冊(cè) 第6章 4　生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.會(huì)分析火車轉(zhuǎn)彎、汽車過(guò)拱形橋等實(shí)際運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中向心力的來(lái)源(重點(diǎn))。2.能解決生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(重難點(diǎn))。3.了解航天器中的失重現(xiàn)象及其原因。4.了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害。一、火車轉(zhuǎn)彎圖甲為摩托車在水平道路上轉(zhuǎn)彎，圖乙為火車轉(zhuǎn)彎，圖丙為火車輪緣與鐵軌，摩托車和火車轉(zhuǎn)彎向心力來(lái)源相同嗎？鐵路彎道處鐵軌內(nèi)外高度相同嗎？為什么要這樣設(shè)計(jì)？答案來(lái)源不同。摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)由摩擦力提供向心力。外軌較高一些，若內(nèi)外軌高度相同，1.鐵路彎道的特點(diǎn)鐵路彎道處，外軌高于內(nèi)軌，若火車按規(guī)定的速度v0行駛，轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtanθ＝meq\f(v02,R)，如圖所示，則v0＝eq\r(gRtanθ)，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面間的夾角(θ很小的情況下，tanθ≈sinθ)。2．汽車轉(zhuǎn)彎特點(diǎn)(1)水平彎道：由靜摩擦力提供向心力，汽車速度最大時(shí)，μmg＝eq\f(mvm2,R)，可得vm＝eq\r(μgR)。(2)增大汽車安全轉(zhuǎn)彎速度的有效方法①增大轉(zhuǎn)彎半徑。②把轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低(填“外高內(nèi)低”或“外低內(nèi)高”)路面(類似火車轉(zhuǎn)彎)。若v0為火車不受軌道側(cè)壓力的臨界速度，當(dāng)火車不按規(guī)定速度行駛時(shí)，對(duì)鐵軌有什么影響？答案若v>v0，輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力，外軌易損壞。若v<v0，輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力，內(nèi)軌易損壞。例1(2022·黃山市高一期末)如圖所示，在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌。當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，設(shè)此時(shí)火車的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在平面的傾角為θ，則下列說(shuō)法不正確的是()A．該彎道的半徑r＝eq\f(v2,gtanθ)B．當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度大小不變C．當(dāng)火車速率大于v時(shí)，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D．當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心加速度大小為an＝gtanθ答案C解析依題意，當(dāng)內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓時(shí)，由重力和支持力的合力提供向心力，有mgtanθ＝man＝meq\f(v2,r)解得火車的向心加速度大小及該彎道的半徑為an＝gtanθ，r＝eq\f(v2,gtanθ)即v＝eq\r(grtanθ)顯然規(guī)定的行駛速度與火車質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A、B、D正確；當(dāng)火車速率大于v時(shí)，重力與支持力的合力不足以提供火車所需向心力，則外軌將受到輪緣的擠壓，故C錯(cuò)誤。例2(2022·淄博市高一期中)經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)一般不會(huì)在彎道上超車，因?yàn)槠囖D(zhuǎn)彎時(shí)如果速度過(guò)大，容易發(fā)生側(cè)滑。圖中后方車輛質(zhì)量m＝2.0×103kg，行駛速度為v0＝15m/s，水平彎道所在圓弧的半徑是R＝60m，汽車和地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.54，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2。(1)求這輛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力大小F；(2)若司機(jī)想提速到v1＝20m/s的速度超越前車，計(jì)算并判斷是否會(huì)發(fā)生側(cè)滑。答案(1)7500N(2)會(huì)側(cè)滑解析(1)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力為F＝meq\f(v02,R)＝7500N(2)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，靜摩擦力提供向心力，汽車受到的最大靜摩擦力為Ffm＝μmg＝10800N若司機(jī)想提速到v1＝20m/s的速度超越前車，則需要的向心力為Fn′＝eq\f(mv12,R)≈13333NFn′>Ffm汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑。二、汽車過(guò)拱形橋航天器中的失重現(xiàn)象1．汽車過(guò)拱形橋和凹形路面項(xiàng)目汽車過(guò)拱形橋汽車過(guò)凹形路面受力分析橋或路面對(duì)汽車的支持力G－FN＝meq\f(v2,R)，F(xiàn)N＝G－meq\f(v2,R)FN－G＝meq\f(v2,R)，F(xiàn)N＝G＋meq\f(v2,R)汽車對(duì)橋或路面的壓力FN′＝FN＝G－meq\f(v2,R)<GFN′＝FN＝G＋meq\f(v2,R)>G處于超重還是失重狀態(tài)失重超重討論v增大，F(xiàn)N′減小；當(dāng)v增大到eq\r(gR)時(shí)，F(xiàn)N′＝0v增大，F(xiàn)N′增大2．航天器中的失重現(xiàn)象(1)在近地圓形軌道上，航天器(包括衛(wèi)星、飛船、空間站)的重力提供向心力，滿足關(guān)系：mg＝meq\f(v2,R)，則v＝eq\r(gR)。(2)質(zhì)量為m′的航天員，受到的座艙的支持力為FN，則m′g－FN＝eq\f(m′v2,R)。當(dāng)v＝eq\r(gR)時(shí)，F(xiàn)N＝0，即航天員處于完全失重狀態(tài)。航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)。汽車在橋面最高點(diǎn)即將飛離橋面時(shí)所受支持力恰好為0，此時(shí)只有重力提供向心力，即mg＝eq\f(mv2,R)，得v＝eq\r(gR)，若超過(guò)這個(gè)速度，汽車做什么運(yùn)動(dòng)？答案平拋運(yùn)動(dòng)。例3(2023·安慶市高一期中)在“天宮二號(hào)”中工作的航天員可以自由懸浮在空中，處于失重狀態(tài)，下列分析正確的是()A．失重就是航天員不受力的作用B．失重的原因是航天器離地球太近，從而擺脫了地球引力的束縛C．失重是航天器獨(dú)有的現(xiàn)象，在地球上不可能存在失重現(xiàn)象D．正是由于引力的存在，才使航天員有可能做環(huán)繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)答案D解析航天器和航天員在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天員做環(huán)繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；失重時(shí)航天員仍然受到地球引力作用，故B錯(cuò)誤；失重是普遍現(xiàn)象，任何物體只要有方向向下的加速度，均處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。例4(2023·常德市高一期中)質(zhì)量為3×103kg的汽車，以36km/h的速度通過(guò)圓弧半徑為50m的凸形橋，則：(1)汽車到達(dá)橋最高點(diǎn)時(shí)，求橋所受的壓力大小，此時(shí)汽車處于超重還是失重？(2)如果設(shè)計(jì)為凹橋，半徑仍為50m，汽車仍以36km/h的速度通過(guò)，求在最低點(diǎn)時(shí)汽車對(duì)橋的壓力大小，此時(shí)汽車處于超重還是失重？(g＝10m/s2)答案(1)2.4×104N失重(2)3.6×104N超重解析(1)汽車到達(dá)橋最高點(diǎn)時(shí)，速度v＝36km/h＝10m/s，豎直方向受重力和支持力，二力的合力提供向心力有mg－FN＝eq\f(mv2,R)則支持力為FN＝mg－eq\f(mv2,R)可得FN＝2.4×104N汽車受到的支持力與對(duì)橋的壓力是相互作用力，所以橋所受的壓力大小為2.4×104N，小于汽車的重力，所以汽車處于失重狀態(tài)；(2)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)汽車有FN－mg＝eq\f(mv2,R)可得FN＝eq\f(mv2,R)＋mg＝3.6×104N汽車受到的支持力與對(duì)橋的壓力是相互作用力，所以橋所受的壓力大小為3.6×104N，大于重力，所以汽車處于超重狀態(tài)。三、離心運(yùn)動(dòng)1．定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沿切線方向飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。2．物體做離心運(yùn)動(dòng)的原因提供向心力的合力突然消失，或者合力不足以提供所需的向心力。3．離心運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)的判斷物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)離心運(yùn)動(dòng)還是近心運(yùn)動(dòng)，由實(shí)際提供的合力F合和所需向心力(meq\f(v2,r)或mω2r)的大小關(guān)系決定。(如圖所示)(1)當(dāng)F合＝0時(shí)，物體沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)當(dāng)0<F合<mω2r時(shí)，“提供”不足，物體做離心運(yùn)動(dòng)。(3)當(dāng)F合＝mω2r時(shí)，“提供”等于“需要”，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(4)當(dāng)F合>mω2r時(shí)，“提供”超過(guò)“需要”，物體做近心運(yùn)動(dòng)。4．離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止(1)應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機(jī)的脫水筒；離心制管技術(shù)；分離血漿和紅細(xì)胞的離心機(jī)。(2)防止：轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能過(guò)高；在公路彎道，車輛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。例5(2022·宜賓市高一期末)在水平公路上行駛的汽車，當(dāng)汽車以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，車輪與路面間的最大靜摩擦力恰好等于汽車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力，汽車沿如圖所示的圓形路徑(虛線)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車行駛速度突然增大，則汽車的運(yùn)動(dòng)路徑可能是()A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅳ答案B解析當(dāng)汽車行駛速度突然增大時(shí)，最大靜摩擦力不足以提供其需要的向心力，則汽車會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，即汽車的運(yùn)動(dòng)路徑可能沿著軌跡Ⅱ，故選B。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練考點(diǎn)一交通工具的轉(zhuǎn)彎問(wèn)題1.(2022·青島二中開學(xué)考試)摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)容易發(fā)生側(cè)滑(速度過(guò)大)或側(cè)翻(車身傾斜角度不當(dāng))，所以除了控制速度外車手要將車身傾斜一個(gè)適當(dāng)角度，使車輪受到路面沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的靜摩擦力與路面對(duì)車支持力的合力沿車身方向(過(guò)重心)。某摩托車沿水平路面以恒定速率轉(zhuǎn)彎過(guò)程中車身與路面間的夾角為θ，已知人與摩托車的總質(zhì)量為m，輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。則此次轉(zhuǎn)彎中的向心力大小為()A.eq\f(mg,tanθ) B．mgtanθC．μmgtanθ D.eq\f(μmg,tanθ)答案A解析在水平路面上轉(zhuǎn)彎，向心力由沿半徑方向的靜摩擦力Ff提供，在豎直方向支持力與重力平衡，F(xiàn)N＝mg，已知支持力與摩擦力的合力沿車身方向，所以Ff＝eq\f(mg,tanθ)，故選A。2.如圖所示，一汽艇轉(zhuǎn)彎時(shí)儀表盤上顯示速度為36km/h。已知水面能對(duì)汽艇提供的徑向阻力最大為重力的0.2倍，重力加速度g取10m/s2，若要使汽艇安全轉(zhuǎn)彎，則最小轉(zhuǎn)彎半徑為()A．50mB．100mC．150mD．200m答案A解析汽艇轉(zhuǎn)彎時(shí)儀表盤上顯示速度為36km/h，即10m/s，徑向阻力最大為重力的0.2倍，則Ff＝0.2mg，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)公式，徑向阻力提供向心力，即Ff＝eq\f(mv2,R)，代入數(shù)據(jù)解得最小轉(zhuǎn)彎半徑為R＝eq\f(v2,0.2g)＝eq\f(100,2)m＝50m，故選A。3.如圖所示，火車軌道轉(zhuǎn)彎處外高內(nèi)低，當(dāng)火車行駛速度等于規(guī)定速度時(shí)，所需向心力僅由重力和軌道支持力的合力提供，此時(shí)火車對(duì)內(nèi)、外軌道無(wú)側(cè)向擠壓作用。已知火車內(nèi)、外軌之間的距離為1435mm，高度差為143.5mm，轉(zhuǎn)彎半徑為400m，由于內(nèi)、外軌軌道平面的傾角θ很小，可近似認(rèn)為sinθ＝tanθ，重力加速度g取10m/s2，則在這種情況下，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的規(guī)定速度為()A．36km/h B．54km/hC．72km/h D．98km/h答案C解析由題知sinθ＝eq\f(1,10)。在規(guī)定速度下，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)只受重力和支持力作用，由牛頓第二定律有mgtanθ＝eq\f(mv02,R)，可得v0＝eq\r(gRtanθ)＝eq\r(gRsinθ)＝20m/s＝72km/h，A、B、D錯(cuò)誤，C正確?？键c(diǎn)二汽車過(guò)橋問(wèn)題4.(多選)城市公路在通過(guò)小型水庫(kù)的泄洪閘的下游時(shí)，常常要修建凹形橋，也叫“過(guò)水路面”，如圖所示，汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)()A．汽車所需的向心力由車受到的支持力和重力的合力提供B．車內(nèi)乘員對(duì)座位向下的壓力大于自身的重力C．橋?qū)嚨闹С至π∮谄嚨闹亓．為了防止爆胎，車應(yīng)高速駛過(guò)答案AB解析由題意得，汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)所需要的向心力由車受到的支持力和重力的合力提供，即FN－mg＝eq\f(mv2,r)，即橋?qū)嚨闹С至Υ笥谄嚨闹亓?，即車處于超重狀態(tài)，則為了防止爆胎，車應(yīng)減速駛過(guò)，故A正確，C、D錯(cuò)誤；因?yàn)檐噧?nèi)乘員也處于超重狀態(tài)，則座位對(duì)其支持力大于其重力，由牛頓第三定律得，車內(nèi)乘員對(duì)座位向下的壓力大于自身的重力，故B正確。5.一個(gè)質(zhì)量為m的物體(體積可忽略)，在半徑為R的光滑半球頂點(diǎn)處以水平速度v0運(yùn)動(dòng)，如圖所示，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．若v0＝eq\r(gR)，則物體對(duì)半球頂點(diǎn)無(wú)壓力B．若v0＝eq\f(1,2)eq\r(gR)，則物體對(duì)半球頂點(diǎn)的壓力大小為eq\f(1,2)mgC．若v0＝0，則物體對(duì)半球頂點(diǎn)的壓力大小為eq\f(1,2)mgD．若v0＝0，則物體對(duì)半球頂點(diǎn)的壓力為零答案A解析設(shè)物體在半球頂點(diǎn)受到的支持力為FN，若v0＝eq\r(gR)，由mg－FN＝meq\f(v02,R)，得FN＝0，根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)半球頂點(diǎn)無(wú)壓力，A正確；若v0＝eq\f(1,2)eq\r(gR)，由mg－FN′＝meq\f(v02,R)，得FN′＝eq\f(3,4)mg，根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)半球頂點(diǎn)的壓力大小為eq\f(3,4)mg，B錯(cuò)誤；若v0＝0，物體對(duì)半球頂點(diǎn)的壓力大小為mg，C、D錯(cuò)誤。考點(diǎn)三航天器中的失重現(xiàn)象離心運(yùn)動(dòng)6．下列行為可以在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“天宮二號(hào)”艙內(nèi)完成的有()A．用臺(tái)秤稱量重物的質(zhì)量B．用水杯喝水C．用沉淀法將水與沙子分離D．給小球一個(gè)很小的初速度，小球就能在細(xì)繩拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)答案D解析重物處于完全失重狀態(tài)，對(duì)臺(tái)秤的壓力為零，無(wú)法通過(guò)臺(tái)秤測(cè)量重物的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；水杯中的水處于完全失重狀態(tài)，不會(huì)因重力而流入嘴中，故B錯(cuò)誤；沙子處于完全失重狀態(tài)，不能通過(guò)沉淀法與水分離，故C錯(cuò)誤；小球處于完全失重狀態(tài)，給小球一個(gè)很小的初速度，小球能在拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確。7.(多選)“科技讓生活更美好”，洗衣機(jī)脫水原理就來(lái)自于圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)，如圖所示。在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上，有一件濕衣服隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，則()A．加大脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度，脫水效果會(huì)更好B．加大脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，衣服對(duì)筒壁的壓力增大C．水會(huì)從脫水筒甩出是因?yàn)樗巫鲭x心運(yùn)動(dòng)D．衣服隨脫水筒做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由衣服受到的重力提供答案ABC解析加大脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度，需要的向心力變大，當(dāng)不足以提供向心力時(shí)，水滴就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，脫水效果會(huì)更好，故A正確；衣服隨脫水筒做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由筒壁對(duì)衣服的彈力提供，加大脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，需要提供的向心力變大，筒壁對(duì)衣服的彈力也增大，根據(jù)牛頓第三定律，衣服對(duì)筒壁的壓力就增大，故B正確，D錯(cuò)誤；水會(huì)從脫水筒甩出是因?yàn)橐路?duì)水的附著力不足以提供水滴做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，故C正確。8．(多選)(2022·臨夏高一期末)如圖所示，某一玩具汽車以速度v＝2m/s先后勻速駛過(guò)凹形路面最低點(diǎn)(如圖甲)和拱形橋最高點(diǎn)(如圖乙)，汽車質(zhì)量m＝10kg，其半徑均為R＝0.4m，g取10m/s2，下列說(shuō)法中正確的是()A．圖甲中汽車對(duì)路面的壓力大小等于200NB．圖乙中汽車對(duì)橋面的壓力大小等于100NC．圖甲中當(dāng)汽車行駛的速度大小一定時(shí)，若路面的半徑越大，則汽車對(duì)路面的壓力越大D．圖乙中當(dāng)汽車行駛的速度大小一定時(shí)，若汽車在橋頂時(shí)對(duì)橋面的壓力始終大于0，則橋面的半徑越大，汽車對(duì)橋面的壓力越大答案AD解析題圖甲中在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有FN1－mg＝meq\f(v2,R)，解得汽車受到的支持力大小為FN1＝mg＋meq\f(v2,R)＝200N，故題圖甲中汽車對(duì)路面的壓力大小等于200N，由上述表達(dá)式可知，當(dāng)汽車行駛的速度大小一定時(shí)，若路面的半徑越大，則汽車對(duì)路面的壓力越小，A正確，C錯(cuò)誤；題圖乙中在最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mg－FN2＝meq\f(v2,R)，解得汽車受到的支持力大小為FN2＝mg－meq\f(v2,R)＝0，故題圖乙中汽車對(duì)橋面的壓力大小等于0，由上述表達(dá)式可知，當(dāng)汽車行駛的速度大小一定時(shí)，若汽車在橋頂時(shí)對(duì)橋面的壓力始終大于0，則橋面的半徑越大，汽車對(duì)橋面的壓力越大，B錯(cuò)誤，D正確。9．現(xiàn)有一輛質(zhì)量m＝9000kg的轎車，行駛在瀝青鋪設(shè)的公路上，g＝10m/s2。(1)如果汽車在公路的水平彎道上以30m/s的速度轉(zhuǎn)彎，輪胎與地面的徑向最大靜摩擦力為車重的0.6倍，若要汽車不向外發(fā)生側(cè)滑，彎道的最小半徑是多少？(2)如果汽車駛過(guò)半徑R′＝90m的一段凸形橋面①若汽車以20m/s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多大？②若汽車在過(guò)最高點(diǎn)時(shí)不能脫離橋面，則汽車的速度不能超過(guò)多少？答案(1)150m(2)①5×104N②30m/s解析(1)汽車在公路的水平路面上轉(zhuǎn)彎，徑向的靜摩擦力提供向心力，當(dāng)汽車恰好不發(fā)生側(cè)滑時(shí)Ffmax＝eq\f(mv2,Rmin)，F(xiàn)fmax＝0.6mg解得Rmin＝150m(2)①若汽車以20m/s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，有mg－FN＝meq\f(v′2,R′)解得FN＝5×104N由牛頓第三定律可知FN′＝FN＝5×104N②若汽車在過(guò)最高點(diǎn)時(shí)恰好不能脫離橋面，有mg＝meq\f(vmax2,R′)，解得vmax＝30m/s。10.(2023·重慶學(xué)業(yè)考試)在場(chǎng)地自行車世界杯男子1公里個(gè)人計(jì)時(shí)賽中，(取重力加速度g＝10m/s2)(1)運(yùn)動(dòng)員先沿直道由靜止開始加速，前24m用時(shí)4s，此過(guò)程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)員在4s末時(shí)的速度大?。?2)若運(yùn)動(dòng)員在傾斜賽道上轉(zhuǎn)彎過(guò)程可視為半徑為12m的水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小為16m/s，已知運(yùn)動(dòng)員(包括自行車)的質(zhì)量為90kg，求此過(guò)程運(yùn)動(dòng)員(包括自行車)所需的向心力大??；(3)在(2)問(wèn)中，自行車車身垂直于賽道，此時(shí)自行車不受側(cè)向摩擦力，賽道的支持力通過(guò)運(yùn)動(dòng)員和自行車的重心，實(shí)現(xiàn)勻速平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎，如圖，求轉(zhuǎn)