题目内容
【题目】如图所示,两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球,细线的上端系于O点;设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动,已知L1跟竖直方向的夹角为60°,L2跟竖直方向的夹角为30°,下列说法正确的是( )
A.细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为 1:
B.小球m1和m2的角速度大小之比为 :1
C.小球m1和m2的线速度大小之比为3 :1
D.小球m1和m2的向心力大小之比为3:1
【答案】D
【解析】解:A、对任一小球研究.设细线与竖直方向的夹角为θ,竖直方向受力平衡,则:Tcosθ=mg,解得:T= ,所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比 = = ,故A错误;
B、小球所受合力的大小为mgtanθ,根据牛顿第二定律得:mgtanθ=mLsinθω2,得:ω= .两小球Lcosθ相等,所以角速度相等,故B错误;
C、根据v=ωr,角速度相等,得小球m1和m2的线速度大小之比为: = = =3,故C错误;
D、小球所受合力提供向心力,则向心力为:F=mgtanθ,小球m1和m2的向心力大小之比为: = =3,故D正确.
故选:D.
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,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.
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