题目内容

3.相同的小球,用长度不等的细线拴在同一点,并在同一平面内作圆锥摆运动,如图,则它们的(  )
A.周期一样B.运动的角速度一样
C.运动的线速度一样D.向心加速度一样

分析 两个小球均做匀速圆周运动,对它们受力分析,找出向心力来源,可先求出角速度,再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解.

解答 解:对其中一个小球受力分析,如图,
受重力,绳子的拉力,由于小球做匀速圆周运动,故合力提供向心力;
将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力:F=mgtanθ…①;
由向心力公式得到:F=mω2r…②;
设绳子与悬挂点间的高度差为h,由几何关系,得:r=htanθ…③;
由①②③三式得:ω=$\sqrt{\frac{g}{h}}$,与绳子的长度和转动半径无关,故B正确;
又由T=$\frac{2π}{ω}$知,周期相同,故A正确;
由v=ωr,两球转动半径不等,则线速度大小不等,故C错误;
由a=ω2r,两球转动半径不等,向心加速度不同,故D错误;
故选:AB.

点评 本题关键要对球受力分析,找向心力来源,求角速度;同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式.

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