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6.2向心力
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1. 定义:做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力,这个力叫做向心力。
2. 方向特点:向心力总指向圆心,沿半径方向与线速度垂直,方向不断变化。
3. 效果:向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。换句话说,向心力是使物体能够沿圆周运动的原因,它确保物体不会因惯性逃离圆周而飞出。
4. 来源:在匀速圆周运动中,合力提供向心力。向心力可以来自多种力,如绳子对物体的拉力、轨道对火车车轮的支持力、地球对卫星的引力等。
一、单选题
1.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
2.在探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中,采用了( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法
3.在光滑杆上穿着两个小球m1、m2,且m1=2m2,用细线把两球连起来,当盘架匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动。如图所示,此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为( )
A.1∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.1∶2
4.向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内,使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置,匀速转动手柄,可以探究( )
A.向心力的大小与质量的关系
B.向心力的大小与半径的关系
C.向心力的大小与角速度的关系
D.角速度与周期的关系
5.向心力演示器如图所示。将皮带挂在半径相等的一组塔轮上,两个质量相等的小球A、B与各自转轴的距离分别为2R和R,则小球A、B做匀速圆周运动的( )
A.角速度相等
B.线速度大小相等
C.向心力大小相等
D.向心加速度大小相等
6.如图所示为教材中的实验装置图,把两个质量相等的小钢球分别放在A、C两处,由此可以探究( )
A.向心力的大小与转动半径的关系 B.向心力的大小与角速度大小的关系
C.向心力的大小与线速度大小的关系 D.线速度的大小与角速度大小的关系
7.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
8.我国古代的指南车是利用齿轮来指引方向的.指南车某部分结构如图所示,在A、B、C三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点,齿轮B和C在同一转动轴上,三个齿轮的半径分别为、、,且。下列说法正确的是( )
A.1和3的线速度大小关系:
B.1和2的角速度大小关系:
C.1和3的周期大小关系:
D.1和2的向心加速度大小关系:
9.我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍,长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。现将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上,挡板A处放置实心铝球,挡板C处放置相同体积的实心钢球,转动手柄使两球做匀速圆周运动,则此时正在探究哪两个物理量之间的关系( )
A.向心力与质量之间的关系 B.向心力与角速度之间的关系
C.向心力与半径之间的关系 D.向心力与线速度之间的关系
10.下列关于向心力的论述中,正确的是( )
A.物体做圆周运动后,过一段时间后就会受到向心力
B.向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力,它只有物体做圆周运动时才产生
C.向心力既可能改变物体运动的方向,又可能改变物体运动的快慢
D.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力,也可以是这些力中某几个力的合力
二、多选题
11.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图,现为了探究小球受到的向心力大小和质量、角速度、半径的关系,下列做法中正确的是( )
A.若要探究小球受到的向心力大小和小球运动角速度的关系,在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验
B.若要探究小球受到的向心力大小和小球运动角速度的关系