2、=rω2知,半径之比为5∶4,则向心加速度大小之比为5∶4,故C项错误;根据F=ma知,向心加速度大小之比为5∶4,质量之比为6∶7,则合力大小之比为15∶14,故D项正确。答案 D 【解题技巧】解决本题的关键是学员与教练员的角速度大小相等,掌握线速度、角速度、向心加速度之间的关系,并能灵活运用。2.某同学设计了一种能自动拐弯的轮子。如图所示,两等高的等距轨道a、b固定于水平桌面上,当装有这种轮子的小车在轨道上运行到达弯道略微偏向轨道外侧时,会顺利实现拐弯而不会出轨。下列截面图所示的轮子中,能实现这一功能的是( )解析 要使小车顺利拐弯,必须提供向心
4、行到达弯道略微偏向轨道外侧时,没有外力提供向心力,由于惯性,小车会出轨,故D项错误。答案 A 3.如图所示,可视为质点的木块A、B叠放在一起,放在水平转台上随转台一起绕固定转轴OO′匀速转动,木块A、B与转轴OO′的距离为1m,A的质量为5kg,B的质量为10kg。已知A与B间的动摩擦因数为0.2,B与转台间的动摩擦因数为0.3,如木块A、B与转台始终保持相对静止,则转台角速度ω的最大值为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2)( )A.1rad/sB.rad/sC.rad/sD.3rad/s解析 由于A、AB整体受到的静摩擦力均提供向心力
5、,故对A,有μ1mAg≥mAω2r,对AB整体,有(mA+mB)ω2r≤μ2(mA+mB)g,代入数据解得ω≤rad/s,故选B项。答案 B 4.如图所示,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,则( )A.绳的张力可能为零B.桶对物块的弹力不可能为零C.随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变D.随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大解析 当物块随圆桶做圆周运动时,绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡,因此绳的张力为一定值,且不可能为零,A、D项错误,C项正确;
6、当绳的水平分力提供向心力的时候,桶对物块的弹力恰好为零,B项错误。答案 C 5.如图所示,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小为( )A.mg B.mg C.3mg D.2mg解析 设小球在竖直面内做圆周运动的半径为r,小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为θ=30°,则有r=Lcosθ=L。根据题述小球在最高
7、点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,有mg=;小球在最高点速率为2v时,设每根绳的拉力大小为F,则有2Fcosθ+mg=,联立解得F=mg,A项正确。答案 A 6.(多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.a绳的张力不可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大C.当角速度ω>,b绳将出现弹力D.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化解析 对小球受力分析可得a绳的弹力在竖直方