如图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是()A.在绳长固定时,当转速增为原来的4倍时,绳子的张力增加为原来的4倍B.在绳长固定时,当转速增为原来的2倍时,绳子的张力增加为原

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是(  )
A.在绳长固定时,当转速增为原来的4倍时,绳子的张力增加为原来的4倍
B.在绳长固定时,当转速增为原来的2倍时,绳子的张力增加为原来的4倍
C.当角速度一定时,绳子越短越易断
D.当角速度一定时,绳子越长越易断
魔方格

◎ 答案

小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图

魔方格

设细线与竖直方向的夹角为θ,r=Lsinθ,F=mgtanθ
根据牛顿第二定律可知:a=
F
m
=gtanθ
根据向心加速度公式a=ω2r=ω2Lsinθ
解得:ω2=
g
L
1
cosθ

由几何关系得:T=
mg
cosθ
由①②得:T=mω2L
所以在绳长固定时,当转动角速度增为原来的2倍时,绳子的张力增加为原来的4倍,
同理可得:v2=gL
sinθ2
cosθ
=gL
1-(cosθ)2
cosθ

由②③得:当转速增为原来的4倍时,绳子的张力不是原来的4倍,
故A错误,B正确;
当角速度一定时,绳子越短,半径r越小,T越小,越不容易断,故C错误,D正确.
故选BD

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是()A.在绳长固定时,当转速增为原来的4倍时,绳子的张力增加为原来的4倍B.在绳长固定时,当转速增为原来的2倍时,绳子的张力增加为原…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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