内容正文:
(
第
6
课时
向心力
第
五
章
曲线运动
)
1.物体做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.物体必须受到恒力的作用
B.物体所受合力必须等于零
C.物体所受合力的大小可能变化
D.物体所受合力的大小不变,方向不断改变
【答案】D
【解析】飞机在空中做匀速圆周运动表演时,由合外力提供向心力,向心力的方向始终指向圆心,时刻改变,大小不变,故ABC错误,D正确.
2.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替. 如图(a)示,曲线上A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径. 现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图(b)示,则在其轨迹最高点P处的曲率半径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在最高点竖直分速度为零,只有水平方向的分速度,且重力提供向心力:,解得:,ACD错误B正确.
3.向心力大小可能与物体的质量、圆周运动的半径、线速度、角速度有关,如图所示,用向心力演示器探究小球受到的向心力大小与角速度的关系时,下列做法可行的是( )
A.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的钢球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的钢球做实验
D.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢球做实验
【答案】B
【解析】在探究向心力与角速度大小之间的关系时,需保证两小球的质量相等,半径相等。故选B。
4.在一个水平转台上放有质量相等的A、B两个物体(可视为质点),用一轻杆相连,A、B连线沿半径方向。A与平台间有摩擦,B与平台间的摩擦可忽略不计,A、B到平台转轴的距离分别为L、2L。某时刻一起随平台以角速度绕轴做匀速圆周运动,A与平台间的摩擦力大小为,杆的弹力大小为F。现把转动角速度提高至,A、B仍各自在原位置随平台一起绕轴做匀速园周运动,则下面说法正确的是( )
A.、F均增加为原来的4倍
B.、F均增加为原来的2倍
C.大于原来的4倍,F等于原来的2倍
D.、F增加后,均小于原来的4倍
【答案】A
【解析】A、B两物体一起随平台匀速转动,根据牛顿第二定律可得
对A:
对B:
当增大到时,由上式知,F增加为原来的4倍;
由上式知
增加为原来的4倍。故A正确BCD错误。
故选A。
5.质量为的飞机以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动,如图所示,则空气对飞机的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】飞机受到竖直向下的重力和空气给的作用力,两力之和充当向心力,如图所示
故有
故B正确ACD错误。
故选B。
6.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心,能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力的选项是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】雪橇做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力;滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,故沿切线向后;拉力与摩擦力的合力指向圆心,故拉力指向斜右上方;故C正确,ABD错误。
故选C。
7.如图所示,小物体A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A受力情况是( )
A.重力、支持力
B.重力、向心力
C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.重力、支持力、向心力、摩擦力
【答案】C
【解析】物体受到重力、支持力、静摩擦力,其中,指向圆心的静摩擦力提供向心力,C正确。
故选C。
8.一圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动。在圆盘上放置一小木块A,它随圆盘一起做加速圆周运动,则关于木块A的受力,下列说法正确的是( )
A.木块A受重力、支持力和向心力
B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反
C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心
D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的法向分力提供向心力
【答案】D
【解析】A. 木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,选项A错误;
B. 木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的法向分力提供向心力,则摩擦力的方向与木块运动方向不是相反的,选项B错误;
C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力,因物体做加速圆周运动,则摩擦力的法向分量指向圆心,选项C错误;
D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的法向分力提供向心力,切向分量使物体加速,选项D正确.
9.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点,它们随圆盘一起做匀速圆周运动,线速度大小分别为和,摩擦力大小分别为和,下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】同轴传动角