问题
选择题
一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图 所示,A的运动半径较大,则( )
A.A球的角速度必大于B球的角速度
B.A球的线速度必小于B球的线速度
C.A球的运动周期必大于B球的运动周期
D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
答案
(1)以小球为研究对象,对小球受力分析,小球受力如图所示,
由牛顿第二定律得:mgtanθ=m
,v2 r
解得:v=
,则ω=grtanθ
=v r
,T=gtanθ r
=2π2π ω
,r gtanθ
由图示可知,对于AB两个球来说,重力加速度g与角θ相同,
A的转动半径大,B的半径小,因此,A的角速度小于B的角速度,故A错误;
A的线速度大于B的线速度,故B错误;A的周期大于B的周期,故C正确;
(2)由受力分析图可知,球受到的支持力FN=
,由于两球的质量m与角度θ相同,mg sinθ
则桶壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对桶壁的压力相等,故D错误;
故选C.