如图所示为游乐园中空中转椅的理论示意图。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,则两个圆锥摆相同的物理量是
A.绳的拉力 B.线速度的大小
C.周期 D.向心力
如图所示为游乐园中空中转椅的理论示意图。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,则两个圆锥摆相同的物理量是
A.绳的拉力 B.线速度的大小
C.周期 D.向心力
知识点】向心力;牛顿第二定律.C2 D4
【答案解析】C解析: 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;又由T=
,故周期与绳子的长度和转动半径无关,故A正确;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;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.
【思路点拨】小球靠重力和绳子的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求出角速度、线速度的大小,向心力的大小,看与什么因素有关.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!