质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为la、lb,如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a

质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为la、lb,如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a

题型:不详难度:来源:
质量为m的小球由轻绳ab分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为lalb,如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则
A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B.在绳b被烧断瞬间,a绳中张力突然增大
C.若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.绳b未被烧断时,绳a的拉力大于mg,绳b的拉力为

答案
BC
解析
考点:
分析:绳子断开前,小球做匀速圆周运动,对小球受力分析,可知b绳子的拉力提供向心力;绳子断开后,杆停止转动,小球有沿切向飞出的趋势,可以分析小球进一步的运动.
解答:解:绳子断开前,小球做匀速圆周运动,合力指向c点,对小球受力分析,受重力G,a绳子的拉力F1,b绳子的拉力F2,根据牛顿第二定律有,F1=mg,F2=mω2lb
小球的线速度为,v=ωlb
绳子断开后,杆停止转动,由于惯性,小球将绕A点转动,若速度较小,小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动;若速度较大,也有可能在垂直于平面ABC的竖直平面内绕A点做完整的圆周运动.
在最低点时,Fa-mg=m,解得Fa=mg+m>F1
故选BC.
点评:本题关键分析清楚绳子b烧断前后小球的运动情况和受力情况,利用牛顿第二定律列式求解即可.
举一反三
关于匀速圆周运动的线速度,下列说法中正确的是 (      )
A.大小和方向都保持不变
B.大小不变,方向时刻改变
C.大小时刻改变,方向不变
D.大小和方向都时刻改变

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“和谐”号动车组列车可以让乘客体验时速200公里的追风感觉。我们把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损。为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题,你认为以下措施可行的是
A.增加内外轨的高度差B.减小内外轨的高度差
C.增大弯道半径    D.减小弯道半径

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一质量为10kg物体在做匀速圆周运动,10s内沿半径为20m的圆周运动了100m,求:
(1)该物体运动的线速度、角速度和周期;
(2)该物体在运动过程中所受的向心力。
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如图所示,小球自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过,开始下落时小球离纸筒顶点的高度h=0.8m,纸筒绕水平轴匀速转动的角速度为ω=5πrad/s,g取10m/s2。若小球穿筒壁时能量损失不计,撞破纸的时间也可不计,且小球穿过后纸筒上只留下一个孔,则纸筒的半径R为
A.0.2mB.0.4mC.0.5mD.1.0m

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(14分)
长为L的轻绳一端系一小球,另一端悬于O点。小球从与竖直方向成角处释放,到最低点与一钉子C相碰后绕C做圆周运动,若半径,欲使小球刚好能通过最高点,则
  (1)角应为多大?
  (2)若小球释放位置不变,则到达最低点时碰钉子后瞬间绳子对小球的拉力等于多大?  

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