向心力
1.(多选)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是( )
A.因向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,故向心力是一个恒力
B.因向心力指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它不能改变线速度的大小
C.物体所受的合力
D.向心力和向心加速度的方向都是不变的
【解析】 做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合外力,由于指向圆心,且与线速度垂直,不能改变线速度的大小,只用来改变线速度的方向,向心力虽大小不变,但方向时刻改变,不是恒力,由此产生的向心加速度也是变化的,所以A、D错误,B、C正确.
【答案】 BC
2.(2013·上海高考)秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千( )
A.在下摆过程中 B.在上摆过程中
C.摆到最高点时 D.摆到最低点时
【解析】 当秋千摆到最低点时速度最大,由F-mg=m知,吊绳中拉力F最大,吊绳最容易断裂,选项D正确.
【答案】 D
3.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同的时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们的向心力之比为( )
A.1∶4 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶16
【解析】 由匀速圆周运动的向心力公式得,
Fn=mRω2=mR()2,所以=.
【答案】 C
4.如图5615所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止,则( )
图5615
A.物体受到4个力的作用
B.物体所受向心力是重力提供的
C.物体所受向心力是弹力提供的
D.物体所受向心力是静摩擦力提供的
【解析】 物体受重力、圆筒壁对它施加的弹力和摩擦力三个力的作用,故A选项错;其中在竖直方向上重力和摩擦力平衡,只有弹力提供物体转动所需的向心力,故C选项正确,B、D均错误.
【答案】 C
5.(多选)(2014·咸阳高一检测)上海磁悬浮线路最大转弯处的半径达到8 000 m,近距离用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1 300 m,一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h速率不变的行驶的车里,随车驶过半径为2 500 m的弯道,下列说法正确的是( )
A.乘客受到的向心力大小约为200 N
B.乘客受到的向心力大小约为539 N
C.乘客受到的向心力大小约为300 N
D.弯道半径设计特别大可以使乘客在转弯时更舒适
【解析】 由Fn=m,可得Fn=200 N,选项A正确;设计半径越大,转弯时乘客所需要的向心力越小,转弯时就越舒适,D正确.
【答案】 AD
6.如图5616所示,将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于摆球的受力情况,下列说法中正确的是( )
图5616
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球受拉力和向心力的作用
C.摆球受重力和拉力的作用
D.摆球受重力和向心力的作用
【解析】 我们在进行受力分析时,“物体受到哪几个力的作用”中的力是指按照性质命名的力,显然,物体只受重力G和拉力FT的作用,而向心力F是重力和拉力的合力,如图所示.也可以认为向心力就是FT沿水平方向的分力FT2,显然,FT沿竖直方向的分力FT1与重力G平衡.所以,本题正确选项为C.