题目内容

6.如图所示,固定水平直杆ab上套有一个物块P,物块P通过一根细线与一个小球Q相连接.小球Q在某一水平面内做匀速圆周运动.现使小球改到一个更高的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),物块P始终保持静止.则后一种情况与原来相比较,下列说法中正确的是(  )
A.物块P始终受四个力的作用
B.水平直杆ab对物块P的作用力大小变化
C.小球Q运动的线速度变小
D.小球Q运动的周期变小

分析 小球Q靠重力和拉力的合力提供向心力,物体P受重力、支持力、拉力和静摩擦力处于平衡,根据拉力的变化分析水平直杆对物块P作用力的变化.根据合力提供向心力得出线速度和周期的表达式,结合角度的变化分析线速度和周期的变化.

解答 解:A、小球Q受重力和拉力两个力作用,靠两个力的合力提供向心力,对于P,物体受到重力、支持力、绳子的拉力以及静摩擦力处于平衡,故A正确.
B、Q做圆周运动,根据平行四边形定则知,T=$\frac{mg}{cosα}$,当小球改到一个更高的水平面上做匀速圆周运动,α变大,则拉力变大,对于P,拉力和重力的合力增大,则支持力和摩擦力的合力增大,所以水平直杆ab对物块P的作用力大小发生变化,故B正确.
C、根据$mgtanα=m\frac{{v}^{2}}{Lsinα}$得,线速度v=$\sqrt{gLsinαtanα}$,α增大,则线速度增大,故C错误.
D、根据mgtanα=mLsinα$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$得,$T=2π\sqrt{\frac{Lcosα}{g}}$,α增大,则T减小,故D正确.
故选:ABD.

点评 本题中一个物体静止,一个物体做匀速圆周运动,采用隔离法,分别根据平衡条件和牛顿第二定律研究,分析受力情况是关键.

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