Question

13．半徑為R、質(zhì)量為M的圓繩環(huán)，在光滑水平面上以角速度ω繞環(huán)心勻速轉(zhuǎn)動，則此時圓繩環(huán)中繩子拉力為（　�。�

• A． $\frac{M{ω}^{2}R}{2π}$
• B． $\frac{2M{ω}^{2}R}{π}$
• C． $\frac{3M{ω}^{2}R}{2π}$
• D． Mω²R

Answer 1

分析 把繩分為n段，設處它受到兩邊繩子拉力及兩個力的夾角，求出兩個力的合力，而合力提供向心力，根據(jù)向心力公式結(jié)合幾何關系列式求解．

解答 解：把繩分為n段，它受到兩邊繩子拉力分別為F₁、F₂（F₁=F₂=F），兩個力的夾角為α，
這兩個力的合力為：${F}_{合}=2Fsin\frac{2α}{2n}$，
合力作為向心力，所以：$2Fsin\frac{2α}{2n}=\frac{M}{n}R{ω}^{2}$，
當n趨于無窮大時：$sin\frac{π}{n}=\frac{π}{n}$，
可解得F=$\frac{MR{ω}^{2}}{2π}$，故A正確，B、C、D錯誤．
故選：A．

點評 本題是競賽題，考查了勻速圓周運動向心力公式的應用，注意微元法和數(shù)學知識的應用，難度較大．