题目内容

15.如图是说明向心力和质量.半径之间关系的仪器,球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动,两球之间用一条轻绳连接,mP=2mQ,当整个装置以角速度ω匀速旋转时,两球离转轴的距离保持不变,则此时(  )
A.两球受到的向心力大小相等
B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力
C.两球均受到重力、支持力和向心力三个力的作用
D.当ω增大时,Q球不会相对杆移动

分析 当整个装置匀速旋转时,两个小球都做匀速圆周运动,两球受到重力、支持力和轻绳的拉力三个力作用,重力与支持力平衡,由绳的拉力提供向心力.

解答 解:A、两球做圆周运动,受重力、支持力和拉力三个力作用,靠拉力提供向心力,由于拉力相等,则向心力大小相等,故A正确,B错误,C错误.
D、根据向心力大小相等得到,mpωp2rp=mqωq2rq,由于角速度相同,此方程与角速度无关,所以当ω增大时,两球半径不变,p球不会向杆外运动,Q球也不会向沿杆向外运动.故D正确.
故选:AD.

点评 本题是连接体问题,分析向心力的来源是关键.对于两个及以上物体的圆周运动问题,还要抓住物体之间的向心力、转动半径以及角速度等的关系.

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