问题 多选题

如图所示,可视为质点、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是(  )

A.小球通过最高点的最小速度为

gR

B.小球通过最高点的最小速度为0

C.如果小球在最高点时的速度大小为2

gR
,则此时小球给管道壁有坚直向下作用力

D.如果小球在最低点时的速度大小为

5gR,则此时小球给管道间的压力大小为6mg

答案

A、B、圆形管道内能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0,故A错误,B正确;

C、设管道对小球的弹力大小为F,方向竖直向下.由牛顿第二定律得

mg+F=m

v2
R
,v=2
gR
,代入解得F=3mg>0,方向竖直向下.

根据牛顿第三定律得知:小球对管道的弹力方向竖直向上,即小球对管道的外壁有作用力.

故C错误;

D、重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:N-mg=m

v2
R

解得:N=mg+m

v2
r
=mg+m
5gR
R
=6mg;

根据牛顿第三定律,球对管道的压力大小为6mg;

故D正确;

故选BD.

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