2018-2019学年教科版必修2 2.3 圆周运动的实例分析 作业(1)
2018-2019学年教科版必修2 2.3 圆周运动的实例分析 作业(1)第2页

4.如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球在一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都保持在桌面上静止.则后一种情况与原相比较,下面的判断中正确的是(  )

  A.小球P运动的周期变大

  B.小球P运动的线速度变大

  C.小球P运动的角速度变大

  D.Q受到桌面的支持力变大

  答案 BC解析 对小球受力分析知,小球的合力为F合=mgtan θ,因为mgtan θ=mω2lsin θ,所以ω= ,当小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时θ变大,则ω变大,又因为T=,所以周期变小,故A错,C对.在更高的水平面上运动时,小球的运动半径变大,由v=ωr知v变大,B正确;绳子的拉力在竖直方向的分力总等于小球P的重力,故Q受到桌面的支持力总等于P、Q的重力和,D错误.

5.质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,如图4所示,则杆的上端受到的作用力大小为(  )

  A.mω2R B.

  C. D.不能确定

  答案 C解析 小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动.这两个力的合力充当向心力必指向圆心,如图所示.用力的合成法可得杆对球的作用力:N==,根据牛顿第三定律,小球对杆的上端的作用力N′=N,C正确.

6.有一种叫"飞椅"的游乐项目如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.