问题 多选题

如图所示,一根长为L的轻绳的一端系一质量为m的小球,另一端固定在O点,当小球在最低点时突然获得一初速度V0,使小球能绕O点做圆周运动,小球能上升的最大高度hmax可能是(  )

A.hmax

v20
2g

B.hmax

v20
2g

C.hmax=

v20
2g

D.hmax=2L

答案

(1)小球做圆周运动,恰好达到最高点时,

由牛顿第二定律得:m

v2
L
=mg   ①,

从最低点到最高点的过程中,由能量守恒定律得:

1
2
mv02=
1
2
mv2+mg×2L  ②,

由①②得:小球做圆周运动,恰好通过最高点时,

mv02=5mgL,则当时,小球能做完整的圆周运动,

小球上升的最大高度hmax=2L,故D正确;

由mv02≥5mgL,得:L≤

v20
5g
,2L≤
2
v20
5g
v20
2g
,故B正确;

(2)当mv02<5mgL时,小球不能做完整的圆周运动,

上升的最大高度小于2L,从最低点到最高点的过程中,

由机械能守恒定律可得:

1
2
mv02=mghmax

则hmax=

v20
2g
,故C正确;

由(1)(2)的分析可知:hmax

v20
2g
,故A错误;

故选BCD.

单项选择题
多项选择题