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精英家教网如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则(  )
A、球A的线速度一定大于球B的线速度B、球A的角速度一定大于球B的角速度C、球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力D、球A的运动周期等于球B的运动周期
分析:对小球受力分析,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可.
解答:解:A、对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图
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根据牛顿第二定律,有:
F=mgtanθ=m
v2
r

解得:v=
grtanθ
.由于A球的转动半径较大,A线速度较大.故A正确.
B、ω=
v
r
=
gtanθ
r
,由于A球的转动半径较大,则A的角速度较小.故B错误.
C、由上分析可知,筒对小球的支持力N=
mg
cosθ
,与轨道半径无关,则由牛顿第三定律得知,小球对筒的压力也与半径无关,即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力.故C正确.
D、周期T=
ω
=2π
r
gtanθ
,因为A的半径较大,则周期较大.故D错误.
故选:AC.
点评:本题关键是对小球受力分析,知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力.
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