内容正文:
课时跟踪检测(七) 向心力的分析与计算
A级——学考达标
1.下列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.向心力就是物体受到的合力
C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D.向心力改变做圆周运动的物体的速度方向
解析:选D 物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是由物体本身产生的,选项A错误;匀速圆周运动中由合力提供向心力,变速圆周运动中合力与向心力是不同的,选项B错误;向心力始终指向圆心,方向时刻在改变,即向心力是变化的,选项C错误;向心力的方向与速度方向垂直,不改变速度的大小,只改变速度的方向,选项D正确。
2.(2023·陕西西安高一检测)(多选)关于向心力,下列说法正确的是( )
A.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力,也可以是某个力的分力
B.向心力一定是由做圆周运动的物体所受的合力提供,它是根据力的作用效果命名的
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.向心力只能改变物体的运动方向,不能改变物体运动的快慢
解析:选AD 向心力是由指向圆心方向的合外力提供,它是根据力的作用效果命名的,向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力来提供,也可以是某个力的分力来提供,故A正确,B错误;物体做圆周运动就需要向心力,向心力是根据力的作用效果命名的,需由外界提供,而不是物体受到了向心力,故C错误;向心力的方向与速度方向垂直,因此不改变速度的大小,只改变速度的方向,故D正确。
3.如图,一圆盘可绕通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮所受摩擦力Ff的方向,下列正确的是( )
解析:选C 因为圆盘转速不断增大,所以橡皮将随圆盘一起进行加速圆周运动,此时摩擦力Ff既要提供指向圆心的向心力,又要提供与运动方向相同的切向力,所以摩擦力方向应该在轨道内侧且与速度方向成锐角,故选C。
4.如图所示,游乐园中有一种游戏设施叫作“魔盘”。当“魔盘”水平转动时,游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。分析游客的受力情况,下列说法正确的是( )
A.游客受重力、支持力、摩擦力和向心力
B.游客受到摩擦力方向与运动方向相反
C.游客受到摩擦力方向与运动方向相同
D.游客受到摩擦力方向指向圆心
解析:选D 游客受重力、支持力和摩擦力,其中重力和支持力的合力为零,摩擦力提供向心力,指向圆心,故A、B、C错误,D正确。
5.(2023·衡水高一检测)如图所示,小物块A与水平圆盘保持相对静止,随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于小物块A的受力情况,下列说法正确的是( )
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和摩擦力
C.受重力、支持力、摩擦力和向心力
D.受到的合外力为零
解析:选B 小物块在竖直方向上受重力和支持力,由于小物块在水平面内做匀速圆周运动,则一定受到摩擦力来提供向心力,所以小物块受到的合力不为零。向心力是效果力,受力分析时不能将向心力与其他性质力并列分析,故A、C、D错误,B正确。
6.(2023·山东聊城高一期中)质量为m的飞机以速率v在水平面内做半径为R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.m
C.mg D.
解析:选B 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F==m,故选B。
7.如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率逐渐增大,则( )
A.物体的合力为零
B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心O
C.物体的合力就是向心力
D.物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外)
解析:选D 物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误;物体做速度大小变化的圆周运动,合力不指向圆心(最低点除外),合力沿半径方向的分力等于向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力方向的夹角始终为锐角,合力与速度不垂直,B、C错误,D正确。
8.(2023·锦州渤大附中段考)如图所示,完全相同的三个小球A、B、C均用长为L=0.8 m的细线悬于小车顶部,小车以v=2 m/s的速度匀速向右运动,A、C两球与小车左、右侧壁接触,由于某种原因,小车的速度突然减为0,此时悬线张力之比FA∶FB∶FC为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.3∶3∶2 B.2∶3∶3
C.1∶1∶1 D.1∶2∶2
解析:选A 设三个小球的质量均为m,小车突然停止运动, C受到小车右侧壁的作用停止运动,则此时悬线张力与C的重力大小相等,即FC=mg,A和B由于惯性,会向右摆动,将做圆周运动,根据牛顿第二定律可得此时悬