问题 多选题

光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点.一质量为m的小球以初速度v0沿AB运动,恰能通过最高点,则(  )

A.R越大,v0越大

B.R越大,小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越大

C.m越大,v0越大

D.m与R同时增大,初动能Ek0增大

答案

A、C小球恰能通过最高点时,则有mg=

v2D
R
vD=
gR
,根据动能定理得,
1
2
m
v20
=
1
2
m
v2D
+2mgR,得到v0=
5gR
,可见,R越大,v0越大,而且v0与小球的质量m无关.故A正确,C错误.

B、小球经过B点后的瞬间,N-mg=m

v20
R
,得到轨道对小球的支持力N=mg+m
v20
R
,R越大,N越小,小球经过B点后的瞬间对轨道的压力也越小.故B错误.

D、初动能Ek0=

1
2
m
v20
=
1
2
m
v2D
+2mgR=
5
2
mgR
,得知m与R同时增大,初动能Ek0增大.故D正确.

故选AD

选择题
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