如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作...
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如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为,则
A.飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B.角越大,小球的向心加速度就越大
C.只要线速度足够大,角可以达到
D.飞椅运动的周期随着角的増大而增大
【回答】
B
【解析】
飞椅做匀速圆周运动时,由重力和绳子的拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律进行分析即可;
【详解】
A、飞椅受到重力和绳子的拉力作用,二者的合力提供向心力,故选项A错误;
B、根据牛顿第二定律可知:,则向心加速度为大小为:,可知角越大,小球的向心加速度就越大,故选项B正确;
C、若角可以达到,则在水平方向绳子的拉力提供向心力,竖直方向合力为零,但是竖直方向只有重力作用,合力不可能为零,故选项C错误;
D、设绳长为L,则根据牛顿第二定律可知:,
整理可以得到:,当增大则减小,导致周期T减小,故选项D错误。
【点睛】
飞椅做匀速圆周运动时,由重力和绳子的拉力的合力提供向心力,因此受力分析时不能将向心力作为单独的力而分析出来,这是部分同学易错的地方。
知识点:向心力
题型:选择题
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