题目内容

14.如图所示,在匀速转动的竖直圆通内壁上,有一物体紧靠圆筒而随圆筒一起转动而未发生相对滑动,当圆筒转动角速度增大时,下列说法正确的是(  )
A.物体所受圆筒的弹力为零B.物体所受摩擦力将增大
C.物体所受圆筒的弹力仍不变D.物体所受的摩擦力仍不变

分析 小物体绕中心轴线做匀速圆周运动,合力应该指向圆心,物体受重力、弹力和静摩擦力,弹力指向圆心的力提供向心力,根据向心力公式F=mrω2和牛顿第二定律进行分析.

解答 解:AC、物体受重力、圆筒内壁的弹力和静摩擦力,指向圆心的合力提供向心力,可知弹力提供向心力,由向心力公式F=mrω2知,角速度增大,则弹力逐渐增大.故A、C错误.
BD、在竖直方向上,物体没有加速度,则静摩擦力与重力二力平衡,所以摩擦力保持不变.故B错误,D正确.
故选:D.

点评 对于匀速圆周运动,合力总是指向圆心,因而又叫向心力,通过分析受力,确定向心力的来源是解题的关键.

练习册系列答案
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19.某同学做《验证机械能守恒定律》的实验时,采用如图1所示的重物自由下落的方法进行:

(1)有下列器材可供选择:电火花打点计时器、铁架台(带铁架)、带铁夹的重物、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、天平,其中不必要的器材是天平; 缺少的器材是毫米刻度尺.
(2)下列实验步骤操作合理的顺序是AEBDCF(填写步骤前面的字母)
A.将打点(或电火花)计时器竖直安装在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.选取一条理想纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3…hn,并计算出相应的瞬时速度v1、v2、v3…vn
D.关闭电源,取下纸带,再换一条新纸带,重复以上实验步骤
E.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带,使重锤靠近打点计时器.
F.分别计算出$\frac{1}{2}$mvn2与mghn,在误差允许范围内,看是否相等
(3)已知实验所用的电源频率为50Hz,所用的重物的质量为m=2kg,某同学打出一条纸带如图2所示,图中的O点是实验中打出的第一个点,A、B、C、D分别是每两个点取出的记数点(即A、B及B、C间各有一个计时器打出的点).经测量可知A、B、C三点到O点的距离分别为:12.6cm、20.5cm、28.6cm.可得重物的下落到B点时,速度达到VB=2m/s,由此还可求得重物在由O点落到B点的过程中,其重力势能的减少量为△Ep=4.1J.(最后结果取两位有效数字).在处理数据时,没其他操作上的失误,一般会有$\frac{1}{2}$mvn2<mghn(填“>”,”<”,”=”).请写出产生这个结果的原因:物体在下落中克服摩擦力做功,有重力势能转化为内能.
(4)在处理数据时,还可以用图象法,如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴,以h为横轴.如果实验操作正确,根据实验数据的图线应是过原点的直线,才能验证机械能守恒定律,其斜率等于重力加速度的数值.

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