问题 多选题

如图,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F(△F>0).不计空气阻力.则(  )

A.m、x一定时,R越大,△F一定越大

B.m、x、R一定时,v越大,△F一定越大

C.m、R一定时,x越大,△F一定越大

D.m、R、x一定时,△F与v的大小无关

答案

在最低点B,有NB-mg=m

v2
R
,则NB=mg+m
v2
R

根据机械能守恒定律得,

1
2
mv2=
1
2
mv2+mg(x+2R)

在最高点A有:mg+NA=m

v2
R
,解得NA=m
v2
R
-mg

所以NB-NA=2mg+

mv2-mv2
R
=6mg+
2mgx
R

A、m、x一定时,R越大,△F一定越小.故A错误.

B、m、x、R一定时,v越大,△F不变.故B错误.

C、m、R一定时,x越大,△F一定越大.故C正确.

D、m、R、x一定时,△F与v的大小无关.故D正确.

故选CD.

选择题
多项选择题