题目内容
一段绳子吊一个小球在水平面内做匀速圆周运动,关于小球受到的作用力分析正确的是( )
A、小球受三个力作用:重力,绳子的拉力,向心力 | B、小球受两个力作用:重力,绳子的拉力 | C、绳子对小球拉力的竖直分量大小等于小球的重力 | D、小球转动的角速度越大,绳子的拉力越大 |
分析:先对小球进行运动分析,做匀速圆周运动,再找出合力的方向,合力提供向心力,进一步对小球受力分析.
解答:解:A、小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图
小球受重力、和绳子的拉力,由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动,故在物理学上,将这个合力就叫做向心力,即向心力是按照力的效果命名的,这里是重力和拉力的合力.故B正确,A错误;
C、小球竖直方向受力平衡,则绳子对小球拉力的竖直分量大小等于小球的重力,故C正确;
D、设绳子与竖直方向的夹角为θ,绳长l,则F向=mω2r=mω2lsinθ,
根据几何关系可知:F向=mgtanθ,所以ω=
,则小球转动的角速度越大,θ越大,而Fcosθ=mg,θ越大,cosθ越小,所以绳子的拉力F越大,故D正确.
故选:BCD.
小球受重力、和绳子的拉力,由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动,故在物理学上,将这个合力就叫做向心力,即向心力是按照力的效果命名的,这里是重力和拉力的合力.故B正确,A错误;
C、小球竖直方向受力平衡,则绳子对小球拉力的竖直分量大小等于小球的重力,故C正确;
D、设绳子与竖直方向的夹角为θ,绳长l,则F向=mω2r=mω2lsinθ,
根据几何关系可知:F向=mgtanθ,所以ω=
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故选:BCD.
点评:向心力是效果力,匀速圆周运动中由合外力提供.注意向心力不是物体所受到的力.
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