内容正文:
6.2 向心力
同步课时练
向心力是效果力,可由单个力、合力或分力提供,只改变速度方向、不改变大小;匀速圆周运动的合力完全充当向心力。
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考点1·向心力的方向与作用效果
1.关于向心力,下列说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,其受到的向心力是不变的
B.做圆周运动的物体,所受合力一定等于向心力
C.向心力只能改变物体速度方向,不能改变物体速度大小
D.向心力的方向总指向圆心,故方向不变
2.下列关于向心力的说法中,正确的是( )
A.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力
B.向心力与重力、弹力、摩擦力一样,是一种特定的力,它只有在物体做圆周运动时才产生
C.向心力既能改变物体运动的方向,又能改变物体运动的速度大小
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
3.如图所示,一圆筒绕中心轴转动,小物块紧靠在圆筒的内壁上,相对于圆筒处于静止状态。小物块受到的作用力有( )
A.重力、静摩擦力和弹力
B.重力、滑动摩擦力和弹力
C.重力、静摩擦力、弹力和向心力
D.重力、静摩擦力、弹力和离心力
4.如图所示,洗衣机脱水时,衣服贴在筒壁上随脱水筒一起绕竖直转轴匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是( )
A.衣服受到筒壁的弹力与向心力是一对平衡力
B.衣服受到筒壁的摩擦力会随转速的增大而增大
C.衣服受到的合力沿水平方向
D.衣服受到的合力为0
5.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f的选项是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,将一可视为质点的小球,放入倒扣的高脚杯中,并快速摇晃酒杯,从而使小球在杯壁内侧的某一高度水平面内做匀速圆周运动不掉下来。已知杯子侧壁与竖直方向间夹角为θ,忽略摩擦力和空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球受3个力作用
B.小球所受向心力不变
C.小球所受的合力等于0
D.小球所受的弹力大于向心力
考点2·向心力公式理解与简单计算
7.如图所示,一个圆盘绕过盘心且与盘面垂直的竖直轴O匀速转动,角速度为ω,盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动,物块到转轴的距离为r,下列说法正确的是( )
A.物块受重力、弹力、向心力作用,合力大小为
B.物块受重力、弹力、向心力作用,合力大小为
C.物块受重力、弹力、摩擦力作用,合力大小为
D.物块受重力、弹力、摩擦力作用,合力大小为
8.一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于( )
A.1 B.2
C.3 D.4
9.进入冬季后,北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏,人乘坐雪圈(人和雪圈总质量为50 kg)绕轴以的角速度在水平雪地上匀速转动,已知水平杆长为2 m,离地高为2 m,绳长为4 m,且绳与水平杆垂直。则雪圈(含人)( )
匀速圆周运动向心力大小恒定、方向时刻指向圆心;变速圆周运动合力分向心分量与切向分量,仅向心分量改变速度方向。
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A.所受的合外力为零
B.做圆周运动的半径为2 m
C.线速度大小为
D.所受向心力大小为800 N
能力拔高题
10.如图所示,有一种用钢丝操纵的玩具飞机,装有发动机以提供动力,操纵者手拉钢丝下端,使飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.飞机的向心力大小不变
B.钢丝的弹力不变
C.飞机所受合力的水平分量为零
D.飞机所受合力的竖直分量为零
问:匀速圆周运动的物体为啥总绕圈?答:被向心力 “牢牢拉住” 指向圆心,想直线溜走,根本没机会~
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答案以及解析
错题记录:
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1.答案:C
解析:A.做匀速圆周运动的物体,向心力大小不变,但方向时刻变化,因此向心力是矢量且方向变化,故A错误;
B.做圆周运动的物体,若速度大小变化,合力有切向分量和指向圆心的法向分量;合力不一定等于向心力,故B错误;
C.向心力始终垂直于物体速度方向,它只改变速度方向,不改变速度大小,故C正确;
D.向心力方向总指向圆心,物体在圆周上位置变化时,向心力方向时刻变化,故D错误。
故选C。
2.答案:D
解析:向心力总是沿半径指向圆心,其大小随着线速度大小的变化而变化,方向时刻变化,向心力一定是一个变力,向心力可以是某一个力,也可以是某几个力的合力,还可以是某一个力的分力,它是效果力,向心力的方向始终与速度方向垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小,故A、B、C错误,D正确。
3.答案:A
解析:对小物体块研究,做匀速圆周运动,受重力、支持力和向上的静摩擦力。故选A。
4.答案:C
解析:A.衣服受到筒壁的弹力提供衣服做圆周运动所需的向心力,选项A错误;B.衣服受到筒壁的摩擦力与衣服受到的重力是一对平衡力,大小始终相等,选项B错误;CD.衣服受到的合力提供向心力,因此合力方向沿水平方向、大小不为0,选项C正确、D错误。故选C。
5.答案:C
解析:由于雪橇在冰面上滑动,故滑动摩擦力方向必与运动方向相反,即方向应为圆的切线方向,B、D两项错误。因做匀速圆周运动,合外力一定指向圆心,A项不对由此可知C项正确。
6.答案:D
解析:A.小球受重力和弹力两个力作用,故A错误;
B.小球所受力的合力提供向心力做匀速圆周运动,则向心力的大小不变,方向时刻在变,故B错误;
C.小球所受的合外力提供向心力做匀速圆周运动,有向心加速度,则合力不为零,故C错误;
D.小球受力分析如图所示
由几何关系可知小球向心力,可知,即小球所受的弹力大于向心力,故D正确。故选D。
7.答案:C
解析:物体受重力、支持力及摩擦力作用,物体所受的合力等于摩擦力,合力提供向心力,合力大小为。
故选C。
8.答案:C
解析:物体做匀速圆周运动,合外力完全提供向心力
根据可知,则,解得,C正确,ABD错误。
9.答案:D
解析:根据几何关系可知,雪圈(含人)做匀速圆周运动的半径为,则线速度大小为,雪圈(含人)所受的合外力提供所需的向心力,则有,选项D正确,ABC错误。
10.答案:A
解析:A.飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动,可知飞机的向心力大小不变,故A正确;
B.飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动,钢丝的弹力方向时刻发生变化,故B错误;
CD.飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动,飞机所受合力提供向心力,方向指向圆心,处于倾斜方向,根据平行四边形定则可知,飞机所受合力的水平分量和竖直分量均不为零,故CD错误。
故选A。
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