题目
一个物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,其所受向心力的方向是: A. 沿切线方向B. 指向圆心C. 远离圆心D. 垂直于圆面
一个物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,其所受向心力的方向是:
- A. 沿切线方向
- B. 指向圆心
- C. 远离圆心
- D. 垂直于圆面
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查对匀速圆周运动中向心力方向的理解,需要明确向心力是物体做圆周运动的径向提供力,其方向始终指向圆心。
解题核心思路:
- 匀速圆周运动中,物体速度的方向不断变化,但大小不变,因此存在向心加速度。
- 根据牛顿第二定律,力是加速度的原因,向心力的方向与向心加速度方向一致,即指向圆心。
- 光滑水平面无摩擦,物体所受的合力即为向心力,方向始终与速度方向垂直。
破题关键点:
- 匀速圆周运动的“匀速”仅指速率不变,速度方向时刻变化,需明确向心力的作用是改变速度方向而非大小。
- 排除干扰选项:切线方向(A)对应速度方向,远离圆心(C)与向心力定义矛盾,垂直于圆面(D)不符合平面运动特征。
匀速圆周运动中,物体的受力特点如下:
- 速度方向:沿圆周的切线方向,但速度大小恒定。
- 向心力方向:始终指向圆心,与速度方向垂直,用于改变速度的方向。
- 合力来源:光滑水平面上,向心力由绳子的拉力、轨道的约束力等提供,方向严格指向圆心。
选项分析:
- A. 沿切线方向:错误。切线方向是速度方向,而向心力方向与速度方向垂直。
- B. 指向圆心:正确。向心力方向始终指向圆心,与向心加速度方向一致。
- C. 远离圆心:错误。远离圆心的方向是离心方向,与向心力定义矛盾。
- D. 垂直于圆面:错误。垂直于圆面指竖直方向,而物体在水平面内运动,向心力在水平面内。