第6节 向心力
基础训练
1.(2019·浙江1月学考)如图所示,四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上,四根杆子间的夹角均保持90°不变,且可一起绕中间的竖直轴转动。当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时,他们的( A )
A.角速度相同 B.线速度相同
C.向心加速度相同 D.所需向心力大小相同
解析:坐在小“自行车”上的小孩绕着共同的圆心转动,转动的周期相等,角速度相同,故A正确;根据v=rω可知,线速度大小相等,但方向不同,故B错误;根据a=rω2可知,向心加速度大小相等,但是方向不同,故C错误;根据F向=mrω2,由于小孩的质量未知,向心力大小关系不确定,D错误。
2.如图所示,飞机在飞行时,空气对飞机产生了一个向上的升力,如果飞机在一个半径为R的水平面内的轨道上匀速飞行,下列说法正确的是( D )
A.飞机的重力与升力合力为零
B.飞机受到重力、升力、牵引力和空气阻力的作用,其合力为零
C.飞机受到重力、升力、牵引力、空气阻力和向心力的作用
D.飞机所受空气的升力沿斜向上方且偏向圆心一侧
解析:飞机在竖直方向上受力平衡,水平方向上需要向心力,因此升力的竖直分力大小等于重力,水平分力提供向心力,即合力不能为零,故选项A,B,C错误,D正确。
3.如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他( D )
A.所受的合力为零,做匀速运动
B.所受的合力恒定,做匀加速运动
C.所受的合力恒定,做变加速运动
D.所受的合力变化,做变加速运动
解析:由于运动员做匀速圆周运动,加速度大小不变,方向时刻变化,因此运动员所受合力变化,且做变加速运动。
4.如图所示,一质量为m的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑,在木块下滑过程中( C )
A.它的加速度方向指向球心
B.它所受合力就是向心力
C.它所受向心力不断增大
D.它对碗的压力不断减小
解析:下滑过程中木块沿弧线切线和法线方向均有加速度,合加速度不指向球心(底端除外),选项A错误;木块所受向心力不是由合力提供的,它只是由合力沿半径方向的分力提供的,选项B错误;下滑过程中速度加快,由F向=m
,向心力增大,选项C正确;由于下滑到最低点的过程中,木块的速度增大,所以需要的向心力也增大,而向心力是由支持力和重力沿半径方向的分力的合力提供的,重力沿半径方向的分力在不断增大,而合力在增大,因此支持力在增大,即可推出木块对碗的压力不断增大,选项D错误。
