题目内容

7.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定在水平地面不动.有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球B所在的高度为小球A所在的高度一半.下列说法正确的是(  )
A.小球A、B所受的支持力大小之比为2:1
B.小球A、B的加速度的大小之比为1:1
C.小球A、B的角速度之比为$\sqrt{2}$:1
D.小球A、B的线速度之比为$\sqrt{2}$:1

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、两球均贴着圆筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力,如图所示.
由图可知,筒壁对两球的支持力均为$\frac{mg}{sinθ}$,支持力大小之比为1:1,故A错误.
B、对任意一球,运用牛顿第二定律得:mgcotθ=ma,得 a=gcotθ,可得A、B的加速度的大小之比为1:1,故B正确.
C、由mgcotθ=mω2r得:ω=$\sqrt{\frac{gcotθ}{r}}$,小球A、B的轨道半径之比为2:1,则角速度之比为1:$\sqrt{2}$,故C错误.
D、球的线速度:mgcotθ=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,得 v=$\sqrt{grcotθ}$,A、B的线速度之比为$\sqrt{2}$:1;故D正确.
故选:BD

点评 本题关键是对小球受力分析,明确小球做匀速圆周运动的向心力来自于合外力,通过牛顿第二定律分析.

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