图1
A.cos α= B.cos α=2cos β
C.tan α= D.tan α=tan β
【思路探究】
(1)小球所受的什么力提供小球做圆周运动的向心力?
(2)旋转时两球的角速度(或周期)之间有什么关系?
提示:(1)小球所受重力和拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力。
(2)两球旋转时的角速度(或周期)相同。
解析 对于球M,受重力和绳子拉力作用,由两个力的合力提供向心力,如图。设它们转动的角速度是ω,由Mgtan α=M·2lsin α·ω2,可得cos α=。同理可得cos β=,则cos α=,所以选项A正确。
答案 A
解决圆锥摆模型问题的几个重要点
(1)物体只受重力和弹力两个力作用。
(2)物体在水平面内做匀速圆周运动。
(3)在竖直方向上重力与弹力的竖直分力相等。
(4)在水平方向上弹力的水平分力提供向心力。
二、圆周运动中的临界问题
1.临界状态:当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态