题目内容
一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图 所示,A的运动半径较大,则( )
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:(1)以小球为研究对象,对小球受力分析,小球受力如图所示,
由牛顿第二定律得:mgtanθ=m
,
解得:v=
,则ω=
=
,T=
=2π
,
由图示可知,对于AB两个球来说,重力加速度g与角θ相同,
A的转动半径大,B的半径小,因此,A的角速度小于B的角速度,故A错误;
A的线速度大于B的线速度,故B错误;A的周期大于B的周期,故C正确;
(2)由受力分析图可知,球受到的支持力FN=
,由于两球的质量m与角度θ相同,
则桶壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对桶壁的压力相等,故D错误;
故选C.
由牛顿第二定律得:mgtanθ=m
v2 |
r |
解得:v=
grtanθ |
v |
r |
|
2π |
ω |
|
由图示可知,对于AB两个球来说,重力加速度g与角θ相同,
A的转动半径大,B的半径小,因此,A的角速度小于B的角速度,故A错误;
A的线速度大于B的线速度,故B错误;A的周期大于B的周期,故C正确;
(2)由受力分析图可知,球受到的支持力FN=
mg |
sinθ |
则桶壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对桶壁的压力相等,故D错误;
故选C.
点评:本题关键是对小球受力分析,然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析.
练习册系列答案
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一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量不相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内作匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则( )
A、A球的线速度必小于B球的线速度 | B、A球的角速度必小于B球的角速度 | C、A球需要的向心力等于B球需要的向心力 | D、A球对筒壁的压力可能等于B球对筒壁的压力 |