问题
选择题
如图所示,为表演杂技“飞车走壁“的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是( )
A.在a轨道上运动时角速度较大
B.在a轨道上运动时线速度较大
C.在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
D.两轨道上的向心力大小相等
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答案
A、以任摩托车为研究对象,作出力图,如图.设侧壁与竖直方向的夹角为θ,
则根据牛顿第二定律,
得mgcotθ=mω2r,得到ω=
,θ相同,r大,则ω大,故在a轨道上运动时角速度较小.故A错误.gcotθ r
B、mgcotθ=mv2 r
解得v=grcotθ
r大,则v大,则在a轨道上运动时线速度较大.故B正确.
C、设侧壁对车的支持力为FN,则由图得到
FN=
,因两车质量大小不知道,故无法比较FN的大小.故C错误.mg sinθ
D、向心力Fn=mgtanθ,因两车质量大小不知道,故无法比较Fn的大小.故D错误
故选B.