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高中 | 水平面内的圆周运动模型题目答案及解析如下,仅供参考!
必修2
第五章 曲线运动
5.7 生活中的圆周运动
水平面内的圆周运动模型
如图所示,轻绳的一端拴一个蜂鸣器,另一端穿过竖直管握在手中。蜂鸣器在水平面$a$内做匀速圆周运动,缓慢下拉绳子,使蜂鸣器升高到水平面$b$内继续做匀速圆周运动。不计空气阻力和摩擦力,与升高前相比,蜂鸣器$(\qquad)$
角速度不变
","线速度减小
","向心加速度增大
","所受拉力大小不变
"]设绳子与竖直方向夹角为$\theta$,小球做圆周运动的半径为$r$,小球质量为$m$;
$\rm CD$.对小球分析有$F_{向}=mg\tan \theta=ma_{n}$,$F_{T}=\dfrac{mg}{\cos\theta}$
根据$a$、$b$两个位置可知,$b$位置更高,则$\theta b\gt \theta a$,
代入上式,故此$F_{T}b\gt F_{T}a$,$a_{n}b\gt a_{n}a$,故$\rm C$正确、$\rm D$错误;
$\rm AB$.根据角动量守恒有$mvr=m\omega r^{2}=L$
可解出$v=\sqrt[3]{\dfrac{Lg\tan\theta}{m}}$
$\omega=\sqrt[3]{\dfrac{mg^{2}{(\tan\theta)}^{2}}{L}}\theta b\gt\theta a$,
代入上式,有$vb\gt va$,$\omega b\gt \omega a$,故$\rm AB$错误。
故选:$\rm C$。
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