题目内容

18.物体m用线通过光滑的水平板间小孔与砝码M相连,并且正在做匀速圆周运动,如图所示,如果减少M的重量,则物体m的轨道半径r,角速度ω,线速度v的大小变化情况是(  )
A.r减小,v减小B.r减小,v不变C.r增大,ω减小D.r增大,ω增大

分析 小球在线的拉力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动,由线的拉力提供向心力,线的拉力等于砝码的重力.当砝码的重量变化,此时向心力与砝码的重力不等,从而做离心运动,导致半径变化.向心力再次与砝码的重力相等时,又做匀速圆周运动,再由半径的变化可得出角速度、线速度的变化.

解答 解:小球在线的拉力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动,可知线的拉力提供向心力,砝码静止时,线的拉力等于砝码的重力.
当砝码M的重量减小,线的拉力减小,不足以提供向心力,物体将做离心运动,半径r变大.当再次稳定时出现砝码的重力与向心力大小相等时,物体又做匀速圆周运动.
在r变大的过程中,线的拉力对物体做负功,由动能定理知,v减小,由v=rω,知ω减小,故ABD错误,C正确.
故选:C.

点评 本题关键要掌握离心运动的条件:外力突然消失或外力不足以提供物体所需要的向心力,并能结合公式v=rω用来分析角速度的变化.

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