如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面...
问题详情:
如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都保持在桌面上静止.则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是( )
A.Q受到桌面的支持力不变 B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的角速度变大 D.小球P运动的周期变大
【回答】
解:设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为T,细线的长度为L.P球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图,则有:T=…①
mgtanθ=mω2Lsinθ=ma…②
A、Q受到重力、支持力绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用,在竖直方向上:
Mg+Tcosθ=FN…③
联立①③可得:FN=Mg+mg,与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关,保持不变.故A正确;
B、由②得角速度ω=,向心加速度a=gtanθ,使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时,θ增大,cosθ减小,tanθ增大,则得到细线拉力T增大,角速度增大向心加速度增大.对Q球,由平衡条件得知,Q受到桌面的静摩擦力变大,故BC正确;
D、小球的角速度增大,根据:T=可知,小球的周期将减小.故D错误.
故选:BC
知识点:生活中的圆周运动
题型:多项选择
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