题目内容

3.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(  )
A.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于失重状态
B.如图b,是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变
C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用

分析 根据加速度的方向确定汽车在最高点处于超重还是失重;根据合力提供向心力得出角速度的表达式,从而进行判断;抓住重力不变,结合平行四边形定则比较支持力和向心力,结合半径不同分析角速度的关系;当火车转弯的速度超过规定速度,支持力和重力的合力不够提供向心力,会挤压外轨.

解答 解:A、汽车过拱桥的最高点,加速度方向向下,处于失重状态,故A正确.
B、如图b所示是一圆锥摆,重力和拉力的合力F=mgtanθ=mω2r;r=Lsinθ,知ω=$\sqrt{\frac{g}{Lcosθ}}=\sqrt{\frac{g}{h}}$,故增大θ,但保持圆锥的高不变,角速度不变,故B正确;
C、小球靠重力和支持力的合力提供向心力,重力不变,根据平行四边形定则知,支持力相等,向心力相等,由于转动的半径不等,则角速度不等,故C错误;
D、火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对内轮缘会有挤压作用,故D错误.
故选:AB.

点评 此题考查圆周运动常见的模型,每一种模型都要注意受力分析找到向心力,从而根据公式判定运动情况,如果能记住相应的规律,做选择题可以直接应用,从而大大的提高做题的速度,所以要求同学们要加强相关知识的记忆.

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