问题
选择题
长度不同的两根细绳悬于同一点,另一端各系一个质量相同的小球,使它们在同一水平面内作圆锥摆运动,如图所示,则两个圆锥摆相同的物理量是( )
A.周期
B.线速度的大小
C.向心力
D.绳的拉力
答案
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=
,与绳子的长度和转动半径无关;g h
又由T=
,故周期与绳子的长度和转动半径无关,故A正确;2π ω
由v=wr,两球转动半径不等,故线速度不同,故B错误;
绳子拉力:T=
,故绳子拉力不同,故C错误;mg cosθ
由F=ma=mω2r,两球转动半径不等,故向心力不同,故D错误;
故选A.