原题如下,我只想问一下,为什么最大静摩擦力f是沿斜面向下的?某汽车公司有一试验场.其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道,其试车道呈碗状,如图所示,有一质量m=1t的小汽车在A车道上

Question

原题如下,我只想问一下,为什么最大静摩擦力f是沿斜面向下的?
某汽车公司有一试验场.其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道,其试车道呈碗状,如图所示,有一质量m=1t的小汽车在A车道上飞驰.已知该车道转弯半径R=150m,路面倾角a=45度,路面与车胎的动摩擦因数u=0.25,求汽车所能允许的最大车速
为啥呢

Answer 1

首先要理解清楚什么叫做允许的最大车速.汽车的实际速度是由发动机的驱动力决定的,但是在试车道上飞驰时,如果速度过大,就会因为与地面的摩擦力不够而导致汽车飞离指定的轨道,这也就是所谓离心力的说法.其实离心力不是一个真实存在的物理力,而是当向心力不够（或者消失时）,原来做圆周运动的物理好像受到了一个飞离半径方向的力而向外飞去,我们把这叫做“离心力”.
当汽车在试车道上飞驰时,向心力是由车道斜面和静摩擦力一起提供的.车道斜面的支持力,无疑方向很明确,是垂直斜面朝上；而静摩擦力的方向,和提问者的疑问一样,该朝向哪个方向呢?
其实很简单,静摩擦力的方向,总是和物体"试图"运动的方向相反!由于物体总是试图沿斜面飞离圆心,那么它所受的静摩擦力当然应该沿斜面朝下!
再接下来进行力的分析计算就很简单了,相信你能够搞定!
f=μmgcos45°,
支持力S=mgcos45°
向心力F=fcos45°+Ssin45°=μmg*0.5+mg*0.5=0.625mg
令其等于mv^2/r,就可以解出来：
v=30.3 km/s
不知道答案对不对.