题目内容

20.如图所示,一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动,则(  )
A.a、b两点线速度相同
B.a、b两点角速度也不相同
C.若θ=30°,则a、b两点的速度之比为va:vb=$\sqrt{3}$:2
D.若θ=30°,则a、b两点的向心加速度之比aa:ab=2:$\sqrt{3}$

分析 共轴转动的各点角速度相等,再根据v=rω判断线速度的大小关系,根据a=rω2判断加速度的关系.

解答 解:A、共轴转动的各点角速度相等,故a、b两点的角速度相等,但运动半径不等,所以线速度不等,故A错误,B错误;
C、设球的半径为R,当θ=30°时,a的转动半径r=Rcos30°=$\frac{\sqrt{3}}{2}R$,b的半径为R,根据v=rω可知,$\frac{{v}_{a}}{{v}_{b}}=\frac{\sqrt{3}}{2}$,故C正确;
D、设球的半径为R,当θ=30°时,a的转动半径r=Rcos30°=$\frac{\sqrt{3}}{2}R$,b的半径为R,根据a=rω2可知,$\frac{{a}_{a}}{{a}_{b}}=\frac{\sqrt{3}}{2}$,故D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键知道共轴转动各点角速度大小相等,以及知道角速度、线速度、半径之间的关系公式.

练习册系列答案
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8.如图所示,是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图,转动手柄1,可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动.小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力筒9下降,从而露出标尺10,标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值.那么:
(1)现将两小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,下列说法中正确的是A.
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了控制变量法(选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系.
(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2 倍,那么,左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1:2.

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