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图甲中的小球在水平面内转动,绳与竖直方向的夹角为60°,图乙中的小球在竖直面内摆动,绳的最大偏角也为60°,两绳的长度相等,两绳的质量相等,不计小球大小,忽略空气阻力,则图

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图甲中的小球在水平面内转动,绳与竖直方向的夹角为60°,图乙中的小球在竖直面内摆动,绳的最大偏角也为60°,两绳的长度相等,两绳的质量相等,不计小球大小,忽略空气阻力,则图甲中绳的弹力与图乙中绳的弹力的比值不可能是(  )

A.0.5
B.1.5
C.2.5
D.3.5
▼优质解答
答案和解析
图甲中的小球在水平面内匀速转动,对其进行受力分析,受重力mg和绳子的拉力T1作用,合力提供向心力,在运动过程中,绳子的拉力T1大小不变,在竖直方向上合力为零,得:
T1=
mg
cos60°
=2mg
图乙中的小球在竖直面内摆动,在最高点时,绳子的拉力最小,在最低点时绳子的拉力最大,
在最高点时,沿绳子的方向合力为零有:T2min=mg•cos60°=0.5mg
由最高点到最低点的过程中,机械能守恒,有:mgL(1-cos60°)=
1
2
mv2
解得:v=
gL

在最低点时,绳子的拉力和重力的合力提供向心力,有:T2max-mg=m
v2
L

解得:T2max=2mg
所以绳子的拉力的范围是:0.5mg≤T2≤2mg
则有:1≤
T1
T2
≤4,所以选项BCD可能,A不可能
本题选不可能的,故选:A
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