如图所示,半径为R的半球形碗内表面光滑,一质量为m的小球以角速度ω在碗内一水平面做匀速圆周运动,则该平面离碗底的距离为( ) A.h=R+w2g B.h=R+gw2 C.h=R-w2g D.h=R-gw2
问题描述:
如图所示,半径为R的半球形碗内表面光滑,一质量为m的小球以角速度ω在碗内一水平面做匀速圆周运动,则该平面离碗底的距离为( )
A. h=R+
w2 g
B. h=R+
g w2
C. h=R-
w2 g
D. h=R-
g w2
答
设支持力与竖直方向上的夹角为θ,小球靠重力和支持力的合力提供向心力,小球做圆周运动的半径为r=Rsinθ,根据力图可知tanθ=
=F向 mg
mRsinθω2
mg
解得cosθ=
.所以h=R-Rcosθ=R-g Rω2
.g ω2
故D正确,A、B、C错误.
故选:D.