内容正文:
第六章 圆周运动
第2节 向心力
【知识清单】
1.向心力是物体做匀速圆周运动受到的 的合力,是根据效果命名的力,方向总是与速度 ,不改变速度的大小,只改变速度的 。
2.向心力不是指物体受到的某一个力,而物体所受到的、能起到只改变物体速度方向的外力,它可以由某一个力提供 ,也可以由某几个力的 提供,还可以由某一个力的 提供。是物体在沿半径方向所受到的合力。
3.做匀速圆周运动的物体,在 通过的弧长都相等,在 物体与圆心连线转过的圆心都相等,线速度大小不变、角速度恒定。
4.物体做匀速圆周运动的条件是:合力大小 ,且满足 ;方向 。
5.匀速圆周运动中,向心力 合外力。
A.是 B.不是”
6.一般的曲线运动中,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动可以看成是 的一部分,就可以利用学过的知识进行分析处理了。
7.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系时,需采用 方法。
A.等效法 B.微小量放大法 C.控制变量法 D.留迹法
【考点题组】
【题组一】向心力的概念与来源分析
1.下面说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在恒力作用下有可能做圆周运动
C.物体所受的力始终不与速度垂直,则一定不做圆周运动
D.物体在变力作用下有可能做曲线运动
2.关于向心力的说法中正确的是
A.向心力是除重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B.向心力不改变物体运动的速度大小
C.做匀速圆周运动的物体其所受向心力是不变的
D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
3.(多选)(中)如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c沿半径指向圆心,a与c垂直,下列说法正确的是( )
A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向可能为a方向
B.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向可能为b方向
C.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向可能为c方向
D.当转盘减速转动时,P受摩擦力方向可能为d方向
4.如图所示的圆锥摆中,关于小球受力及运动状态,下列说法正确的是
A.小球始终在水平面内运动,处于平衡状态
B.小球受到重力、绳的拉力、向心力共三个力的作用
C.小球运动所需向心力是由重力与绳的拉力两个力的合力提供的
D.小球所需向心力是由绳的拉力在水平方向上的分力提供的
5.如图所示,在竖直平面内有一粗糙的半圆形槽,一个小球从槽上的A由静止释放,在运动到最低点B的过程中,下列说法错误的是
A.小球受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用
B.小球经过AB的中点C点时所需向心力由重力、弹力、摩擦力的合力提供
C.小球经过AB的中点C点时所需向心力由重力沿半径方向上的分力与支持力的合力提供
D.小球到达B点时所需向心力是由重力、支持力两个力提供
6.如图所示,一圆筒绕中心轴OO以角速度ω匀速转动,小物块紧贴在竖直圆筒的内壁上,相对于圆筒静止。下列说法错误的是
A.小物块所需向心力是由筒壁的支持力提供的
B.小物块所需向心力是由重力、筒壁的支持力与摩擦力共同提供的
C.当圆筒转动的角速度变小时,筒壁对物块的摩擦力不变
D.当圆筒转动的角速度变大时,筒壁对物块的摩擦力不变
【题组二】涉及向心力的简单计算
1.质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中,杆的另一端套有一个质量为m的小球,今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,且角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到球对其作用力的大小为( )
A.mω2R
B.m
C.m
D.不能确定
2.如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并沿水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度大 小合适,螺丝帽恰好不下滑.假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.则在该同学手转动塑料管使丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是( )
A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心
C.此时手转动塑料管的角速度ω=
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动
3.如图所示,将完全相同的两小球A、B用长L=0.8 m的细绳悬于以速度v=4 m/s向右匀速运动的小车顶部,两球与小车的前、后壁接触,由于某种原因,小车突然停止,则此时悬线的拉力之比FA:FB= .(g取10 m/s2)
4.(2014安徽理综,19)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一