Question

在光滑的圓錐形漏斗的內壁，有兩個質量相等的小球A、B，它們分別緊貼漏斗，在不同水平面上做勻速圓周運動，如圖所示，則下列說法正確的是

A．小球A的速率大于小球B的速率
B．小球A的速率小于小球B的速率
C．小球A對漏斗壁的壓力大于小球B對漏斗壁的壓力
D．小球A的轉動周期小于小球B 的轉動周期

Answer 1

A

分析：涉及物理量較多時，比較多個量中兩個量的關系，必須抓住不變量，而后才能比較變量．
解答：解：對A、B兩球進行受力分析，兩球均只受重力和漏斗給的支持力F_N．如圖所示
對A球由牛頓第二定律：
F_NAsinα=mg----------------------①
F_NAcosα=m v_A²/r_A=mω_A²r_{A-----------------------}②
對B球由牛頓第二定律：
F_NBsinα=mg----------------------③
F_NBcosα=m v_B²/r_B=mω_B²r_{B-------------------------}④
由兩球質量相等可得F_NA=F_NB，所以C項錯誤．
由②④可知，兩球所受向心力相等．
m v_A²/r_A=m v_B²/r_B，因為r_A＞r_B，所以v_A＞v_B，故A項正確B項錯誤．
mω_A²r_A=mω_B²r_B，因為r_A＞r_B，所以ω_A＜ω_B，故又因為ω=2π/T，所以T_A＞T_B，所以D項是錯誤的．
故選A．
點評：對物體進行受力分析，找出其中的相同的量，再利用圓周運動中各物理量的關系式分析比較，能較好的考查學生這部分的基礎知識的掌握情況．