问题 多选题

在竖直平面内有一个半径为R的光滑圆环轨道,一个质量为m的小球穿在圆环轨道上做圆周运动,如图所示,到达最高点C时的速率是vC=

4gR
5
,则下列说法中正确的是(  )

A.此小球的最大速率是

6
vC

B.小球到达C点时对轨道的压力是

4
5
mg

C.小球在任一直径两端点上的动能之和相等

D.小球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于π

5R
g

答案

A、速度最大的点应该是最低点时,根据动能定理:

1
2
mV2-
1
2
mVc2=2mgR,解得V=
24gR
5
=
6
Vc,所以A正确.

B、在C点有:mg-T=m

V2c
R
,得T=
1
5
mg,所以B错误.

C、整个过程中机械能守恒,在任一直径两端点上的点,它们的高度之和都是2R,即它们的重力势能的和相等,由于总的机械能守恒,所以它们的动能之和也相等,所以C正确.

D、由T=

2πR
V
,当速度最小时,代入计算可得T=π
5R
g
,之后小球的速度在变大,所以T要减小,所以T<π
5R
g
,所以D正确.

故选ACD.

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