题目内容

16.如图所示,两根长度不同的轻质细线分别系有两个质量相同的小球A、B,细线的上端都系于O点.现让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.A球所受的拉力小于B球所受的拉力
B.两小球做匀速圆周运动的周期相等
C.两小球做匀速圆周运动的线速度相等
D.两小球做匀速圆周运动的向心加速度相等

分析 小球受重力和拉力,两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力;通过合力提供向心力,比较出两球的角速度大小,从而比较出周期的关系;抓住小球距离顶点O的高度相同求出L2与竖直方向上的夹角;抓住小球距离顶点O的高度相同求出半径的关系,根据v=ωr比较线速度关系

解答 解:A、设绳与竖直方向夹角为θ,水平面距悬点高为h,由牛顿第二定律得:mgtanθ=mω2(h•tanθ)
则:ω=$\sqrt{\frac{g}{h}}$,由上式可知角速度与绳长无关,
根据力的合成可知,F$sinθ=m{ω}^{2}\frac{h}{tanθ}$,解得F=$\frac{m{ω}^{2}hcosθ}{si{n}^{2}θ}$,由于A球与竖直方向的夹角大于B求得的,故A球所受的拉力大于B球所受的拉力
故A错误;
B、由于角速度相同,故周期T=$\frac{2π}{T}$,故周期相同,故B相同;
C、线速度v=ωr,由于半径不同,线速度不同,故C错误;
D、向心加速度a=ω2r,由于半径不同,故向心加速度不同,故D错误
故选:B

点评 解决本题的关键会正确地受力分析,知道匀速圆周运动向心力是由物体所受的合力提供

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