题目内容

如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是(   )

A.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心
B.此时手转动塑料管的角速度ω=
C.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动

C

解析试题分析: 螺丝帽做匀速圆周运动,由弹力提供向心力,所以弹力方向水平向里,指向圆心,故A错误.根据牛顿第二定律得:,又,联立得到,故B错误.螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力,螺丝帽在竖直方向上没有加速度,根据牛顿第二定律得知,螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡,故C正确.若杆的转动加快,角速度增大,螺丝帽受到的弹力增大,最大静摩擦力增大,螺丝帽不可能相对杆发生运动,故D错误.故选C.
考点:本题考查了牛顿第二定律、匀速圆周运动规律.

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