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甲、乙两个单摆摆球质量相等,它们做简谐运动时,其周期之比为∶1.如果两摆的悬点处于同一高度,将摆线拉到水平位置伸直,自由释放摆球,则两摆球经过各自的最低点时(    )

A.甲、乙两摆球的动能相等

B.悬线对甲摆球的拉力大于悬线对乙摆球的拉力

C.甲、乙两摆球的机械能不相等

D.两摆球的向心加速度相等

答案

D


解析:

根据单摆周期公式T=2π·可知,T1/T2==,所以有l1/l2=2∶1.由机械能守恒定律,各摆球下落至最低点过程有:

mv2=mgl       ①

由于l1≠l2,所以Ek1≠Ek2,选项A错误.而单摆摆动到最低点时,可视为圆周运动,根据圆周运动公式则有:

F-mg=m   ②

由①②式可得:F=3mg,而m1=m2,因此有F1=F2,选项B错误.在摆线控制到水平位置时,两摆球相对同一个零势能参考平面具有相同的重力势能,而开始时甲、乙动能均为零,因此摆线在水平位置时甲、乙两摆的机械能是相等的.由于甲、乙两摆振动中机械能是守恒的,所以两单摆在任何时候的机械能相等,可见,选项C错误.由圆周运动知识,两单摆摆到最低点时的向心加速度为a===2g,所以,甲、乙摆球在最低点位置的向心加速度相等,选项D正确.  

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