用一根細線一端系一可視為質點的小球,另一端固定在一光滑錐頂上,如圖所示,設小球在水平面內作勻速圓周運動的角速度...
問題詳情:
用一根細線一端系一可視為質點的小球,另一端固定在一光滑錐頂上,如圖所示,設小球在水平面內作勻速圓周運動的角速度為ω,線的張力為T,則T隨ω2變化的圖象是( )
A. B. C. D.
【回答】
解:設繩長為L,錐面與豎直方向夾角為θ,當ω=0時,小球靜止,受重力mg、支持力N和繩的拉力T而平衡,T=mgcosθ≠0,所以A項、B項都不正確;
ω增大時,T增大,N減小,當N=0時,角速度為ω0.
當ω<ω0時,由牛頓第二定律得,
Tsinθ﹣Ncosθ=mω2Lsinθ,
Tcosθ+Nsinθ=mg,
解得T=mω2Lsin2θ+mgcosθ;
當ω>ω0時,小球離開錐子,繩與豎直方向夾角變大,設為β,由牛頓第二定律得
Tsinβ=mω2Lsinβ,
所以T=mLω2,
可知T﹣ω2圖線的斜率變大,所以C項正確,D錯誤.
故選:C.
知識點:生活中的圓周運動
題型:選擇題
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