C.重力和绳子拉力的合力沿绳方向的分力
D.重力沿绳方向分力
解析:选C 如图所示,对小球进行受力分析,它受重力和绳子拉力作用,向心力是指向圆心方向的合外力。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C正确,A、B、D错误。
4.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形"旋转舱",如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是( )
A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大
B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小
C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大
D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
解析:选B 旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力,即mg=mω2r,解得ω=,即旋转舱的半径越大,角速度越小,而且与宇航员的质量无关,选项B正确。
5. (多选)关于北京和广州随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是( )
A.它们的方向都是沿半径指向地心
B.它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴
C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小
[解析] 如图所示。地球表面各点的向心加速度方向都在平行于赤道的平面内指向地轴,B正确,A错误;设地球半径为R0,在地面上纬度为φ的P点,做圆周运动的轨道半径r=R0cos φ,其向心加速度为a=ω2r=ω2R0cos φ。由于北京的地理纬度比广州的大,cos φ小,两地随地球自转的角速度相同,因此北京随地球自转的向心加速度比广州的小,D正确,C错误。
[答案] BD
6.图为甲、乙两球做圆周运动时向心加速度的大小随半径变化的图像,其中甲的图线