2.2 研究匀速圆周运动的规律
[随堂检测]
1.关于向心加速度,以下说法中正确的是( )
A.向心加速度的方向始终与速度方向平行
B.向心加速度的方向保持不变
C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
解析:选D.向心加速度的方向沿半径指向圆心,速度方向则沿圆周的切线方向.所以,向心加速度的方向始终与速度方向垂直,且方向在不断改变.物体做匀速圆周运动时,只具有向心加速度,加速度方向始终指向圆心;一般情况下,圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度的方向不一定始终指向圆心.正确选项为D.
2.有一个惊险的杂技节目叫"飞车走壁",杂技演员骑摩托车先在如图所示的大型圆桶底部做速度较小、半径较小的圆周运动,通过加速,圆周运动半径亦逐步增大,最后能以较大的速度在垂直的壁上做匀速圆周运动,这时使车子和人整体做圆周运动的向心力是( )
A.圆桶壁对车的摩擦力 B.桶壁对车的弹力
C.摩托车本身的动力 D.重力和摩擦力的合力
解析:选B.当车子和人在垂直的桶壁上做匀速圆周运动时,在竖直方向上,摩擦力等于重力,这两个力是平衡力;在水平方向上,车子和人转动的向心力由桶壁对车的弹力来提供,所以正确选项为B.
3.(多选)在光滑的水平面上,用长为l的细线拴一质量为m的小球,使小球以角速度ω做匀速圆周运动.下列说法中正确的是( )
A.l、ω不变,m越大线越易被拉断
B.m、ω不变,l越小线越易被拉断
C.m、l不变,ω越大线越易被拉断
D.m不变,l减半且角速度加倍时,线的拉力不变
解析:选AC.在光滑的水平面上细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力.由F=mω2r知,在角速度ω不变时,F与小球的质量m、半径l都成正比,A正确,B错误