题目内容

12.下列说法正确的是(  )
A.做匀速圆周运动的物体,所受合外力是恒力
B.匀速运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动
C.做曲线运动的物体所受合外力可能为恒力
D.火车超过限定速度转弯时,车轮轮缘将不会挤压铁轨的轨壁

分析 匀速圆周运动的合力方向指向圆心,合力提供向心力;
根据两个分运动判断合运动,要看合初速度与合加速度是否共线;
曲线运动的速度方向时刻改变,加速度大小和方向可能不变;
对于火车拐弯,根据重力和支持力的合力与向心力的大小关系,判断对外轨还是内轨有侧压力.

解答 解:A.做匀速圆周运动的物体所受的合外力始终指向圆心,方向不断变化,不是恒力,是变力,故A错误;
B.如果匀速运动和自由落体运动两个分运动在一条直线上,合运动是直线运动,故B错误;
C.曲线运动的物体所受合外力可能为恒力,比如平抛运动就只受重力,故C正确;
D.当火车超过限定的速度转弯,重力和支持力的合力不够提供向心力,此时车轮轮缘会挤压铁轨的外轨,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查了向心力的来源、曲线运动的特点、火车拐弯、运动的合成等基本问题,注意竖直面的圆周运动合力不一定指向圆心,但是匀速圆周运动合力一定指向圆心.

练习册系列答案
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2.如图所示a为位于美国芝加哥费米国家实验室中的同步加速器.该加速器利用磁场把粒子的路径弯成圆弧形,使加速器占地面积变小.图b为该同步加速器结构简图,圆弧形的电磁铁被加速单元分隔开,每个加速单元两端均有沿半径方向的两极板(图中没有画出),极板上有小孔可供粒子进出.两加速单元间通过电磁铁加有大小可调节的匀强进场,由于磁场中粒子轨迹半径远大于加速单元两极板之间的距离,粒子穿过加速极板间的时间和长度均忽略不计,粒子经持续的多个加速单元加速,动能不断增大.质量为m,电荷量为+q的粒子A (不计重力)从漂移管无初速从第一加速单元注入.在加速器建造时设计粒子A在各个加速单元间的磁场中运动的时间均相等,每个加速单元的加速电压大小均为U0,第1到第2加速单元区域间的运动半径为R0.不计粒子做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应.则:

(1)若粒子A从图b中所示方向引出到靶子,试判定各匀强磁场区域处的磁场方向;
(2)若粒子A在各匀强磁场区域的运动半径设计成均为R0,则第N和笫N+1加速单元间的磁场的磁感应强度大小;
(3)若粒子A在各匀强磁场区域的运动设计成转过的圆心角均相等,则第N和第N+1加速单元间的磁场的磁感应强度大小.

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