问题 选择题

一光滑圆环竖直放置,可绕竖直轴MN转动(如图示),环半径R=20cm,在环上套一个质量为m的小球,当环绕MN以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,小球与环心连线与MN之间的夹角θ可能是(g取10m/s2)(  )

A.30°

B.45°

C.60°

D.75°

答案

对小球进行受力分析,如图所示:

由几个关系得:小球转动半径为r=Rsinθ,tanθ=

F
mg

根据向心力公式得:

F=mω2r

所以mω2r=mgtanθ

代入数据解得:cosθ=

1
2
,则θ=60°.故C正确,A、B、D错误.

故选C.

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