球受力除重力外,还有杆的作用力,只有杆对小球向上拉时,小球才能绕O点做圆周运动,故杆对小球只能是拉力,小球在最高点的速度大小不能确定,由前面分析可知,杆对小球可能是向下拉,也可能是向上推,故选项A、B正确.答案:AB10.如图20所示,A、B、C三个物块放在水平的圆盘上,它们的质量关系是mA=2mB=2mC,它们与转轴的距离的关系是2rA=2rB=rC,三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为μ,且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当圆盘转动时,A、B、C都没有滑动,则下列判断正确的是
A.C的向心加速度最大B.B的摩擦力最小C.当圆盘转速增大时,B比A先滑动D.当圆盘转速增大时,C比B先滑动2解析:三个物块做圆周运动的角速度ω相同,向心加速度a=ωr,C离转轴最远,向2心加速度最大.三个物块做圆周运动的向心力由静摩擦力Ff提供,Ff=mωr,B与A相比,r相同,m小;B与C相比,m相同,r小,所以B的摩擦力最小.当圆盘转速增大时,物块2将要滑动,静摩擦力达到最大值,最大静摩擦力提供向心力,μmg=mωr,即ω=μgr,
f与质量无关,由于2rA=2rB=rC,B与A同时开始滑动,C比B先滑动,选项A、B、D正确.答案:ABD二、计算题11.如图21所示,在电机距轴O为r处固定一质量为m的铁块,电机启动后,铁块以角速度ω绕轴O匀速转动,则电机对地面的最大压力和最小压力之差为多少?
解析:铁块在竖直面内做匀速圆周运动,其向心力是重力mg与轮对它的作用力F的合力,由圆周运动的规律可知:当m转到最低点时F最大,当m转到最高点时F最小.设铁块在最高点和最低点时,电机对其作用力分别为F1和F2,且都指向轴心,根据牛顿第二定律有:2在最高点:mg+F1=mωr①2在最低点:F2-mg=mωr②电机对地面的最大压力和最小压力分别出现在铁块m位于最低点和最高点时,且压力差的大小为:ΔFN=F2+F1③2由①②③式可解得:ΔFN=2mωr2答案:2mωr12.2008年广东卷有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图22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.
解析:设转盘转动的角速度为ω时,钢绳与竖直方向的夹角为θ座椅到中心轴的距离:R=r+Lsi
θ对座椅分析有:
fF向=mgta
θ=mRω2
联立两式得ω=r