（2015•安徽二模）如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg．当圆

Question

（2015•安徽二模）如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg．当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球受三个力作用．则ω可能为（　　）

A．3√((g)/(R))
B．(3)/(2)√((g)/(R))
C．√((3g)/(2R))
D．√((g)/(2R))

Answer 1

因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，细绳要产生拉力，绳要处于拉升状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在水平方向的合力提供，其大小为：F=mω²r，根据几何关系，其中r=Rsin60°一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的第一个临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分析得：
F_min=2mgsin60°，即2mgsin60°=mωmin2Rsin60°
解得：ω_min=√((2g)/(R))．
当绳子拉力达到2mg时，此时角速度最大，对小球进行受力分析得：
竖直方向：Nsin30°-（2mg）sin30°-mg=0
水平方向：Ncos30°+（2mg）sin30°=m

ω

2 max

(Rsin60°)
解得：ω_max=√(4+(2)/(3)√(3))√((g)/(R))
故ACD错误，B正确；
故选：B．