Question

一个小球在竖直放置的光滑圆环的内槽里做圆周运动，则关于小球加速度的方向，下列说法正确的是

1. A.
   一定指向圆心
2. B.
   一定不指向圆心
3. C.
   只在最高点和最低点时指向圆心
4. D.
   不能确定是否指向圆心

Answer 1

C
小球在圆环内槽做圆周运动除了最高点和最低点外，重力沿圆周的切线方向均有分量，再加上向心加速度，它们的合加速度不是指向圆心．小球只有在最高点和最低点时，受到的重力和轨道弹力均在竖直方向，无切向分量，只有向心加速度，故选项C正确．
对小球在圆环上的不同位置进行受力分析再利用牛顿运动定律即可求解．
注意匀速圆周运动与变速圆周运动的区别，只有在匀速圆周运动中物体所受合外力才总是指向圆心，只有向心加速度．在变速圆周运动中，物体所受合外力一般不指向圆心，因此合加速度也不指向圆心，只有在某些特殊位置(如竖直平面内圆周的最高点和最低点)合外力无切向分量，只有向心加速度，此时的合加速度才指向圆心．