选择题3.0分
物理

9.如图所示,一根细线下端栓一个金属小球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)。现使小球改到一个更高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。

A

Q受到桌面的支持力变大

B

Q受到桌面的静摩擦力变大

C

小球P运动的角速度变大

D

小球P运动的周期变大

正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为F,细线的长度为L.P球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,则有:…①

…②

A、   Q受到重力、支持力绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用,

在竖直方向上:…③

联立①③可得:,与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关,保持不变.故A错误;

BC、由②得角速度,向心加速度a=gtanθ,使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时,θ增大,cosθ减小,tanθ增大,则得到细线拉力T增大,角速度增大,向心加速度增大.对Q球,由平衡条件得知,Q受到桌面的静摩擦力变大,故BC正确;

D、小球的角速度增大,根据:T=可知,小球的周期将减小.故D错误。

考查方向

本题考查了力的合成与分解、牛顿第二定律、匀速圆周运动知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与库仑力、机械能等知识点交汇命题。

解题思路

金属块Q保持在桌面上静止,根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化.以P为研究对象,根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化,判断Q受到桌面的静摩擦力的变化.由向心力知识得出小球P运动的角速度、加速度与细线与竖直方向夹角的关系,再判断其变化。

易错点

不会利用三角函数导出各物理量的数学表达式,不能灵活运用整体法隔离法分析导致错误。