问题 多选题

如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球,现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0,若v0大小不同,则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同.下列说法中正确的是(  )

A.如果v0=

gR
,则小球能够上升的最大高度为
R
2

B.如果v0=

2gR
,则小球能够上升的最大高度为
R
2

C.如果v0=

3gR
,则小球能够上升的最大高度为
3R
2

D.如果v0=

5gR,则小球能够上升的最大高度为2R

答案

A、如果v0=

gR
,根据机械能守恒定律得:
1
2
mv02=mgh
,解得:h=
R
2
,当小球运动到
R
2
高度时速度可以为零,则小球能够上升的最大高度为
R
2
,故A正确,B错误;

C、如果v0=

3gR
,根据机械能守恒定律得:
1
2
mv02=mgh
,解得:h=
3R
2
,当根据竖直平面内的圆周运动知识可知小球在上升到
3R
2
处之前就做斜抛运动了,故C错误;

D、如果v0=

5gR
,根据机械能守恒定律得:
1
2
mv02=mg?2R+
1
2
mv2
,解得v=
gR
,根据竖直方向圆周运动向心力公式可知,最高点的速度最小为
gR

满足条件,所以可以到达最高点,即小球能够上升的最大高度为2R,故D正确.

故选AD

选择题
单项选择题