向心力
1.(多选)(2017·宁波高一检测)对于做匀速圆周运动的物体,下列判断正确的是
( )
A.合力的大小不变,方向一定指向圆心
B.合力的大小不变,方向也不变
C.合力产生的效果既改变速度的方向,又改变速度的大小
D.合力产生的效果只改变速度的方向,不改变速度的大小
【解析】选A、D。物体做匀速圆周运动时,合力充当向心力,方向一定指向圆心,大小不变,且只改变速度的方向不改变速度的大小。
2.(多选)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需的向心力是 ( )
A.绳的拉力
B.重力和绳的拉力的合力
C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
【解析】选C、D。小球仅受重力和绳子拉力作用,向心力是指向圆心方向的合力。因此,它可以是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向的分力的合力,故选C、D。
3.如图所示,用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里,当车厢突然制动时
( )
A.线的张力不变 B.线的张力突然减小
C.线的张力突然增大 D.线的张力如何变化无法判断
【解题指南】车厢制动前,小球做匀速直线运动,车厢突然制动后,小球做圆周运动。
【解析】选C。车厢匀速前进时,线的拉力等于小球的重力;车厢突然制动时,小球在惯性作用下继续运动绕悬点做圆周运动,向心力指向圆心,线的拉力大于重力。故选项C正确。
4.如图所示,水平转台上有一个质量m=1kg的小物体,离转台中心的距离为r=0.5m。求:
世纪金榜导学号35684028
(1)若小物体随转台一起转动的线速度大小为1m/s,物体的角速度为多大?
(2)在第(1)问条件下,物体所受的摩擦力为多大?
(3)若小物体与转台之间的最大静摩擦力大小为4.5N,小物体与转台间不发生相对滑动时,转台转动的最大角速度应为多大?
【解析】(1)由ω=,可得ω0=rad/s=2 rad/s。
(2)转台转动时,摩擦力充当物体转动的向心力,
Ff=m,可得Ff=2N。
(3)最大摩擦力充当向心力时,
Ffmax=mω2r,可得ω=3rad/s
答案:(1)2rad/s (2)2N (3)3rad/s
