1、优质文档优质文档6.向心力一、选择题1.物体做圆周运动时,下列关于向心力的说法中,不正确的是( ) A.物体做匀速圆周运动时,受到的向心力是恒力B.向心力的作用是改变速度的方向C.向心力可以是物体受到的合力D.向心力是产生向心加速度的力解析:做匀速圆周运动的物体 ,其向心力大小不变,方向时刻指向圆心,不断发生变化,因此向心力为变力,选项 A 说法错误;向心力的方向始终与速度方向垂直,其作用只改变速度的方向,不改变速度的大小,选项 B 说法正确;当物体做匀速圆周运动时,合力提供向心力 ,选项 C 说法正确;向心加速度是由向心力产生的,选项 D 说法正确。答案:A2.如图所示,一圆盘可绕一通过圆心
2、且垂直盘面的竖直轴 OO转动。在圆盘上放置一木块,木块随圆盘一起匀速转动,则木块相对圆盘的运动趋势方向( )A.与木块运动方向相同B.与木块运动方向相反C.背离圆心D.指向圆心解析:木块做匀速圆周运动,向心力由静摩擦力提供 ,方向指向圆心,而静摩擦力的方向与物体相对圆盘运动趋势的方向相反,因此木块相对圆盘的运动趋势的方向背离圆心。答案:C来源:学科网 ZXXK3.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随 圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是( )A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大B.物体所受弹力增大,摩擦力减小优质文档优质文档C.物体所受弹力减小,摩擦
3、力减小D.物体所受弹力增大,摩擦力不变解析:物体在竖直方向上受重力 G 与摩擦力 F,是一对平衡力,在水平方向上受弹力 FN。根据向心力公式,可知 FN=m2r,当 增大时,F N 增大,所以应选 D。答案:D4.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到 8000m,如图所示,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 1300m。一个质量为 50kg 的乘客坐在以 360km/h 的不变速率行驶的车 里,随车驶过半径为 2500m 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 NB.乘客受到的向心力大小约为 539 NC .乘客受到的向心力大小约为 300 ND
4、.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适解析:根据向心力公式 F=m 可计算出乘客受到的向心力大小约为 200N,A 正确,B、C 不对; 根据 F=m可知,在 m、v 保持不变的情况下,r 越大,乘客所受的向心力越小 ,在转弯时乘客更舒适,D 正确。答案:AD5.如图所示,在 水平转动的圆盘上,两个完全一样的木块 A、B 一起随圆盘做匀速圆周运 动,转动的角速度为 ,已知木块 A、B 到圆盘中心 O 的距离为 rA和 rB,则两木块的向心力之比为( )A.rAr B B.rBr AC. D.来源:Z|xx|k.Com解析:木块 A、B 在绕 O 点转动的过程中,是木块与圆盘间的静摩擦 力
5、提供了向心力,因两木块旋转的角速度 等大 ,质量一样,由向心力公式 F=mr2 得 FA=mrA2,FB=mrB2,解得 FAF B=rAr B。答案:A6.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁,做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为 h。则下列说法中正确 的是( )优质文档优质文档A.h 越高,摩托车对侧壁的压力将越大B.h 越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大C.h 越高,摩托车做圆周运动的周期将越小 来源:学科网 ZXXKD.h 越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大解析:摩托 车只受重力 mg 和支持力 FN,所以摩托车的向心
6、力应为重力和支持力的合力 ,根据题意可知F 向 =mgta n ,可见摩托车对侧壁的压力、摩托车做圆周运动的向心力保持 不变。因 h 越高,摩托车的轨道半径越大,由 F 向 =m 得 h 越高,v 越大; 由 F 向 =m()2r 得 h 越高,T 越大。答案:D二、非选择题7.游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目,如图所示,在半径为 r=4m 的水平转盘的边缘固定着数条长为 l=10m 的钢绳,钢绳的另一端连接着座椅( 图中只画出 2 个),转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人,可将人和座椅看成是一个质点,人和座椅的总质量为 m=60kg,重力加速度
7、 g 取 10 m/s2,不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度 匀速转动时,座椅从静止开始随着转盘的转动而升高,经过一段时间后达到稳定状态,此时钢绳与转轴在同一竖直 平面内,与竖直方向的夹角为 =37。求此时转盘匀速转动时的角速度及绳子的拉力。解析:对人和座椅,绳的拉力与重力的合力指向圆心 ,由牛顿第二定律,则F=mgtan =m2R由几何关系得:R=r+lsin 代入数据得 F=750N=rad/s。答案:rad/s 750N8.自行车和人的总质量为 m,人骑自行车在一水平地面运动。若自行车以速度 v 转过半径为 R 的弯道,求:(1)此时自行车所受地面的摩擦力;(2)此时自行车的
8、倾角。来源:学科网 ZXXK优质文档优质文档来源 :Zxxk.Com解析:(1)选自行车和人这个整体为研究对象,则容易看出这个整体受三个力的作用。即重力 mg、地面的支持力 FN 和地面的摩擦力 Ff。其受力情况如图所示。由于自行车此时在水平地面上做圆周运动,则可知向心力也一定沿水平方向,所以地面的支持力 FN 和重力 mg 都不可能提供向心力,只有地面对自行车的摩擦力可以提供向心力。根据圆周运动规律列方程得 Ff=m(2)选人为研究对象, 则人受到两个力的作用,即自行车对人的支持力 FN和人的重力 mg。受力如图所示。由人做圆周运动可得FNsin =mgFNcos =m解之得 tan =,即 =acta n 。答案:(1)m (2)arctan
