内容正文:
“四翼”检测评价(五) 向心力
组—重基础·体现综合
1.下列关于向心力的叙述中,不正确的是( )
A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心,所以是一个变力
B.做匀速圆周运动的物体,除了受到别的作用力外,还受到一个向心力的作用
C.向心力只改变物体线速度的方向,不改变物体线速度的大小
D.向心力可以由某个力来提供,也可以由某几个力的合力来提供,或者由某一个力的分力来提供
解析:选B 向心力时刻指向圆心,与速度垂直,所以是一个变力,故A正确;向心力是根据力的作用效果来命名的,它可以是物体受力的合力,也可以是某一个力的分力,因此,在进行受力分析时,不能再分析向心力,故B错误,D正确;向心力时刻指向圆心,与速度垂直,所以向心力只改变速度方向,不改变速度大小,故C正确。
2.关于向心力的说法正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力
B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时,一定不要漏掉向心力
D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
解析:选B 向心力是物体做圆周运动的原因,物体由于有向心力才做圆周运动,故A错误;因向心力始终垂直于线速度方向,所以它不改变线速度的大小,只改变线速度的方向,当合外力完全提供向心力时,物体就做匀速圆周运动,该合力大小不变,方向时刻改变,即向心力是变力,故B正确,D错误;向心力是根据力的作用效果命名的,它可能是某种性质的力,也可能是某个力的分力或几个力的合力,受力分析时不能加入向心力,故C错误。
3.(2022·江苏常熟检测)如图所示为蒙晋边界的黄河大峡谷,河水沿着河床做曲线运动。图中A、B、C、D四处,受河水冲击最严重的是( )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
解析:选B 可看作河水沿着河道做圆周运动,根据运动路径可知,在B处的河床要提供做圆周运动的向心力,故B处的河床受河水的冲击最严重。
4.如图所示,在“神舟十四号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐增大。在此过程中“神舟十四号”所受合力F的方向可能是( )
解析:选B 做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧,A、D错误;由于速度逐渐增大,故合力F的方向沿切线方向的分力与速度方向相同,B正确,C错误。
5.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度ω增大以后,下列说法正确的是( )
A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了
B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
解析:选D 物体在竖直方向上受重力与摩擦力,且始终受力平衡,所以摩擦力不变。物体所受弹力提供向心力,由于物体随圆筒转动的角速度增大,向心力增大,所以弹力增大,故D正确。
6.(2022·江苏徐州调研)A、B两物体都做匀速圆周运动,=,=,经过1秒钟,A转过圆心角,B转过了圆心角,则A物体的向心力与B的向心力之比为( )
A.1∶4 B.4∶9 C.9∶16 D.16∶9
解析:选B 根据角速度的定义式ω=可知=,根据向心力公式F=mω2r,可得A物体的向心力与B物体的向心力之比为=·2·=×2×=,故A、C、D错误,B正确。
7.如图所示,轻杆的一端拴一小球,另一端与竖直杆用铰链连接。当竖直杆以角速度ω匀速转动时,轻杆与竖直杆之间的张角为θ。下列图像中能正确表示角速度ω与张角θ关系的是( )
解析:选D 小球受到重力mg和轻杆的拉力FT的共同作用,将拉力进行分解,由圆周运动规律可知小球在水平方向上,有FTsin θ=mω2lsin θ,式中l为杆的长度,在竖直方向上,有FTcos θ=mg,联立解得ω=,当θ=0时,ω>0,故选D。
8.如图所示为用DIS向心力实验器探究影响向心力大小的因素。实验中可以用力传感器测出砝码做圆周运动所需要的向心力大小,用光
电门传感器辅助测量砝码转动的角速度。
(1)电脑通过光电门传感器测量挡光杆通过光电门的时间,并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门传感器的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r,自动计算出砝码做圆周运动的角速度,则其计算角速度的表达式为______________。
(2)图中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知,曲线①对应的砝码质量________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
解析:(1)物体转动的线速度v=
由ω=,计算得出:ω=。
(2)由向心力和角速度的关系图线可知,同样的角速度和圆周运动半径,曲线②对应的向心力偏大些,因此,曲线①对应的砝码的质量小于曲线②对应的砝码的质量。
答案:(1)ω= (2)小于
组—重应用·体现创新
9.在光滑水平杆上穿着两个小球,其质量关系