题目内容

14.无缝钢管的制作原理如图所示,竖直平面内,管状模型置于两个支承轮上,支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动,铁水注入管状模型后,由于离心作用,铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上,冷却后就得到无缝钢管.已知管状模型内壁半径为R,则下列说法正确的是(  )
A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的
B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,此时仅重力提供向心力
D.管状模型转动的角速度ω最大为$\sqrt{\frac{g}{R}}$

分析 铁水做圆周运动,紧紧地覆盖在模型的内壁上,在最高点,最小速度对应的是重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律列式分析即可.

解答 解:A、铁水做圆周运动,重力和弹力的合力提供向心力,没有离心力,故A错误;
B、铁水做圆周运动的向心力由重力和弹力的径向分力提供,不是匀速圆周运动,故模型各个方向上受到的铁水的作用力不一定相同,故B错误;
C、若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,则是重力恰好提供向心力,故C正确;
D、为了使铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上,管状模型转动的角速度不能小于临界角速度,故D错误;
故选:C

点评 本题关键是明确无缝钢管的制作原理,知道铁水圆周运动的向心力来源,可以结合牛顿第二定律分析,基础题目.

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