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精英家教网如图所示,长度不同的两根轻绳L1与L2,一端分别连接质量为m1和m2的两个小球,另一端悬于天花板上的同一点O,两小球质量之比m1:m2=1:2,两小球在同一水平面内做匀速圆周运动,绳L1,L2与竖直方向的夹角分别为30°与60°,下列说法中正确的是(  )
A、绳L1,L2的拉力大小之比为1:3B、小球m1,m2运动的向心力大小之比为1:6C、小球m1,m2运动的周期之比为2:1D、小球m1,m2运动的线速度大小之比为1:2
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,可求出拉力、向心力、周期和线速度的表达式进行分析.
解答:解:A、小球运动的轨迹圆在水平面内,运动形式为匀速圆周运动,在指向轨迹圆圆心方向列向心力表达式方程,在竖直方向列平衡方程,可得,拉力大小T1=
m1g
cos30°
T2=
m2g
cos60°
T1
T2
=
3
6
,故A错误.
B、向心力大小F1=m1gtan30°,F2=m2gtan60°,
则有:
F1
F2
=
1
6
,故B正确.
C、周期T=2π
Lcosθ
g
,因连接两小球的绳的悬点距两小球运动平面的距离相等,所以周期相等,故C错误.
D、由v=
2πr
T
可知,
v1
v2
=
tan30°
tan60°
=
1
3
,故D错误.
故选:B.
点评:本题结合圆锥摆运动情境,考查学生对匀速圆周运动向心力大小、线速度大小、周期大小的计算能力;关键找出向心力来源,然后结合向心力公式、牛顿第二定律列式分析.
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