问题 选择题

如图所示,质量为m的小球在竖直面内的光滑圆轨道内侧做半径为R的圆周运动,不计空气阻力,设小球恰好能通过最高点B时速度的大小为v.若小球在最低点以大小为2v的速度水平向右运动,则下列说法正确的是(  )

A.小球在最低点对轨道的压力大小为5mg

B.小球能通过轨道的最高点B

C.小球不能通过轨道上与圆心等高的A点

D.小球在AB之间某一点脱离圆轨道,此后做平抛运动

答案

A、在最低点,根据牛顿第二定律得,N-mg=m

4v2
R
,又v2=gR,解得N=5mg,所以小球在最低点对轨道的压力为5mg.故A正确,

B、在最高点有:mg═m

v2
R
由机械能守恒定律得,
1
2
m(2v)2=mg•2R+
1
2
mv′2,联立两式解得v′=0,则小球不能通过最高点,故B错误.

C、当小球运动到与圆心等高处时,根据机械能守恒定律得,

1
2
m(2v)2=mg•R+
1
2
mv″2,又v2=gR,解得v″=
2
v>0,所以小球能通过与圆心等高处.故C错误.

D、小球在AB之间某一点脱离圆轨道,做向心运动,导致小球做斜抛运动.故D错误.

故选A.

单项选择题
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