Question

【题目】如图所示，内壁光滑的半球形碗固定不动，其轴线垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）

A．球A的角速度小于球B的角速度

B．球A的线速度等小于球B的线速度

C．球A对碗壁的压力等于球B对碗壁的压力

D．球A的向心加速度大于球B的向心加速度

Answer 1

【答案】D

【解析】

试题分析：球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma=═mrω2，比较线速度、角速度和向心加速度的大小．并比较支持力的大小，从而能比较压力的大小．

解：ABD、对于任意一球，设其轨道处半球形碗的半径与竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为R．根据重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，得：

F合=mgtanθ=ma==mrω2

又 r=Rsinθ

联立得：v=，a=gtanθ，

R一定，可知θ越大，线速度v越大、角速度ω越大、向心加速度a越大，所以球A的线速度大于球B的线速度，球A的角速度大于球B的角速度，球A的向心加速度大于球B的向心加速度．故AB错误，D正确．

C、受力分析可知：球所受的支持力FN=，θ越大，FN越大，则碗对A球的支持力较大，由牛顿第三定律知球A对碗壁的压力大于球B对碗壁的压力，C错误．

故选：D