题目内容
如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面内做匀速圆周运动,则以下关于线速度v、周期T、向心加速度a及小球对内壁的压力N的关系中正确的是( )
分析:小球在水平面内做匀速圆周运动,由重力和漏斗内壁支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律分析线速度v、周期T、向心加速度a及小球对内壁的压力N的关系.
解答:解:设漏斗内壁母线与水平方向的夹角为θ.以任意一个小球为研究对象,分析受力情况:重力mg和漏斗内壁的支持力N,它们的合力提供向心力,如图,则根据牛顿第二定律得
mgtanθ=m
,得到v=
,θ一定,则v与
成正比,A球的圆周运动半径大于B球的圆周运动,所以vA>vB.
周期T=
=2π
,T与
成正比,则TA>TB.
向心加速度为an=gtanθ,与半径无关,则aA=aB.
漏斗内壁的支持力N=
,m,θ相同,则NA=NB.
故选D
mgtanθ=m
v2 |
r |
grtanθ |
r |
周期T=
2πr |
v |
|
r |
向心加速度为an=gtanθ,与半径无关,则aA=aB.
漏斗内壁的支持力N=
mg |
cosθ |
故选D
点评:本题是圆锥摆类型的问题,分析受力情况,作出力图,确定向心力的来源是关键.
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