问题
选择题
如图所示,两半径不同,内壁光滑的半圆轨道固定在地面上.一个小球先后从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时( )
A.小球A对轨道的压力较大
B.小球的向心加速度相同
C.小球的速度相同
D.小球的动能相同
答案
设半圆轨道的半径为r,小球到最低点的速度为v,由机械能守恒定律得:mgr=
mv2,r越大,到达最低点的动能越大,知两球到达最低点的动能不同.而v=1 2
,知r越大,小球到达最低点的速度越大,知小球的速度不同.2gr
小球的向心加速度an=
=2g,与半径无关,则小球的向心加速度相同.v2 r
在最低点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m
,联立解得;FN=3mg,即压力为3mg,也与半径无关,所以小球对轨道的压力相同.故B正确,A、C、D错误.v2 r
故选B.