问题
多选题
如图,竖直环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平 地面上,B的左右两侧各有一档板固定在地上,B不能左右运动,在环的最低点静放有一小球C,A.B.C的质量均为m.给小球一水平向右的瞬时速度V,小球会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,(不计小球与环的摩擦阻力),瞬时速度必须满足( )
A.最小值 4gr
B.最大值6gr
C.最小值5gr
D.最大值7gr
答案
在最高点,速度最小时有:mg=m
,解得v1=v12 r
.gr
根据机械能守恒定律,有:2mgr+
mv12=1 2
mv1′2,解得v1′=1 2
.5gr
在最高点,速度最大时有:mg+2mg=m
,解得v2=v22 r
.3gr
根据机械能守恒定律有:2mgr+
mv22=1 2
mv2′2,解得v2′=1 2
.7gr
所以保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,在最低点的速度范围为:
≤v≤5gr
.故C、D正确,A、C错误.7gr
故选CD.