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一光滑圆环竖直放置,可绕竖直轴MN转动(如图示),环半径R=20cm,在环上套一个质量为m的小球,当环绕MN以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,小球与环心连线与MN之间的夹角θ可能是(g取10m/s2)(  )
分析:小球随圆环一起绕竖直轴转动,根据几个关系求出转动半径,再根据合外力提供向心力列方程求解.
解答:解:对小球进行受力分析,如图所示:

由几个关系得:小球转动半径为r=Rsinθ,tanθ=
F
mg

根据向心力公式得:
F=mω2r
所以mω2r=mgtanθ
代入数据解得:cosθ=
1
2
,则θ=60°.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
点评:该题主要考查了向心力公式的直接应用,要求同学们能结合几何关系解题,注意小球转动半径不是R.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:2014届云南省高三上学期第一次月考物理试卷(解析版) 题型:选择题

一光滑圆环竖直放置,可绕竖直轴MN转动(如图示),环半径R=20cm,在环上套一个质量为m的小球,当环绕MN以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,小球与环心连线与MN之间的夹角θ是(g取10m/s2):

A.30°

B.45°

C.60°

D.75°

 

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科目:高中物理 来源:2015届云南省高一下学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,一光滑圆环竖直放置,AB为其水平方向的直径,甲、乙两球以同样大小的初速度从A处出发,沿环内侧始终不脱离环运动到达B点,则

A.甲先到达B

B.乙先到达B

C.同时到达B

D.若质量相同,它们同时到达B

 

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科目:高中物理 来源:2014届吉林省高一下学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,一光滑圆环竖直放置,AB为其水平方向的直径,甲、乙两球以同样大小的初速度从A处出发,沿环内侧始终不脱离环运动到达B点,则(  )  

A.甲先到达B

B.乙先到达B

C.同时到达B

D.若质量相同,它们同时到达B

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一光滑圆环竖直放置,可绕竖直轴MN转动(如图示),环半径R=20cm,在环上套一个质量为m的小球,当环绕MN以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,小球与环心连线与MN之间的夹角θ可能是(g取10m/s2)(  )
A.30°B.45°C.60°D.75°
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