问题 多选题

如图所示,小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面,不计一切阻力,下列说法正确的是(  )

A.小球落地点离O点的水平距离为3R

B.小球从开始运动到p点过程中机械能不守恒

C.若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高0.5R

D.若将半圆弧轨道上部的一段圆弧截去,其他条件不变,只有截去轨道上部的1/4圆弧时,小球能达到的高度最高

答案

A、小球恰能通过半圆弧轨道的最高点P时,通过P点时速度为v,则

           mg=m

v2
R

解得:v=

gR

 小球离开P点后平抛运动时间t=

4R
g

则小球落地点离O点的水平距离x=vt=2R.故A错误.

B、小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,故B错误;

C、将半圆弧轨道上部的

1
4
圆弧截去,其他条件不变,设小球能达到的最大高度为比P点高h.

           由机械能守恒定律,得

1
2
mv2=mgh

解得:h=0.5R    故C正确.

D、只有截去轨道上部的

1
4
圆弧时,小球离开轨道时速度方向竖直向上,到达最高点时速度为零,其他位置截去后到达最高点时动能不为零,根据机械能守恒定律可知,只有截去轨道上部的
1
4
圆弧时,小球能达到的高度最高,故D正确.

故选CD

选择题
单项选择题