如图,用质量忽略不计的绳子将质量相等的甲、乙两铁球挂在天花板上的同一个挂钩上,使…
如图,用质量忽略不计的绳子将质量相等的甲、乙两铁球挂在天花板上的同一个挂钩上,使两铁球在同一水平面上做匀速圆周运动。图示甲的运动半径大于乙。下列说法中不正确的是:
A. 甲的角速度一定比乙的角速度大
B. 甲的线速度一定比乙的线速度大
C. 甲的加速度一定比乙的加速度大
D. 甲所受绳子的拉力一定比乙所受的绳子的拉力大
答案与解析
正确答案:A
花生十三讲解
(通用解法,该题型花生方法不在库中)本题为圆锥摆模型,选不正确项。两球挂在同一挂钩且在同一水平面转动,故二者到悬点的竖直高度相同。对圆锥摆有角速度平方等于重力加速度除以该竖直高度,高度相同则角速度必然相等,A称甲角速度一定更大,不正确,当选。半径大者线速度、向心加速度均更大,绳与竖直夹角更大所需拉力也更大,B、C、D均正确。确认答案为A。
原解析
两球在同一水平面上做匀速圆周运动,绳长不同但悬挂点相同,设绳与竖直方向夹角为θ,则半径r=Lsinθ,向心力由重力与拉力合力提供,有tanθ=v²/(rg)=ω²r/g。因甲半径大,θ更大,由几何关系可知ω²=g/(Lcosθ),而Lcosθ为悬挂点到水平面的高度,两球高度相同,故ω相同,A错误。线速度v=ωr,甲r大则v大;加速度a=ω²r,甲大;拉力T=mg/cosθ,θ大则T大。故选A。