题目内容

1.一摩天轮半径为R,每个轿厢质量(包括轿厢内的人)相等,皆为m,轿厢尺寸远小于摩天轮半径,摩天轮以角速度ω匀速转动,忽略空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.转动到竖直面最高点的轿厢速度可能为零
B.转动到竖直面最低点的轿厢受到摩天轮的作用力最大
C.所有轿厢所受的合外力都等于mRω2
D.在转动过程中,每个轿厢的机械能都不变

分析 根据加速度的方向分析轿厢的状态.由牛顿第二定律和向心力公式求轿厢所受的合外力.根据机械能的概念分析机械能是否守恒.

解答 解:A、摩天轮以角速度ω匀速转动,所以转动到竖直面最高点的轿厢速度不为零,故A错误.
B、转动到最高点的轿厢加速度竖直向下,根据牛顿运动定律知,轿厢处于失重状态转动到最低点的轿厢加速度竖直向上,根据牛顿运动定律知,轿厢处于超重状态,所以转动到竖直面最低点的轿厢受到摩天轮的作用力最大.故B正确.
C、轿厢做匀速圆周运动,所有轿厢所受的合外力等于向心力,为mRω2.故C正确.
D、在转动过程中,每个轿厢的动能不变,重力势能不断变化,则其机械能在不断变化,故D错误.
故选:BC

点评 解决本题的关键是掌握超重和失重的条件:当物体的加速度方向向上时处于超重状态,当物体的加速度方向向下时处于失重状态,知道匀速圆周运动由合外力提供向心力.

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