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20.一圆锥开口向上竖直放置,让一小钢球沿光滑内壁做水平方向的匀速圆周运动,如图所示.由于空气阻力的作用,小钢球运动的圆平面会很缓慢地降低,则下列关于小钢球的变化情况正确的是(  )
A.ω逐渐增大,a不变B.ω逐渐减小,a逐渐增大
C.向心力减小,线速度增大D.向心力不变,线速度增大

分析 对小球受力分析,求出合力,根据向心力公式和牛顿第二定律列式求解,可分析向心力、向心加速度、角速度和线速度的变化.

解答 解:对小球分别在A、B两个位置受力分析,如图

由图可知
F=F′=mgtanθ
根据向心力公式有
mgtanθ=ma=mω2R=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:a=gtanθ
ω=$\sqrt{\frac{gtanθ}{R}}$,v=$\sqrt{gRtanθ}$
可见,小钢球运动的圆平面缓慢降低时,半径R减小,向心力不变,线速度减小,向心加速度a不变,角速度ω增大,故A正确.
故选:A

点评 本题关键受力分析后,求出合力,然后根据向心力公式和牛顿第二定律列式求解,难度不大,属于基础题.

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