问题 多选题

如图所示,在竖直平面内有一固定轨道,其中AB是长为R的粗糙水平直轨道,BCD是圆心为O、半径为R的

3
4
光滑圆弧轨道,两轨道相切于B点.在推力作用下,质量为m的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时即撤去推力,小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C.重力加速度大小为g.则小滑块(  )

A.经B点时加速度为零

B.在AB段运动的加速度为2.5g

C.在C点时合外力的瞬时功率为mg

gR

D.上滑时动能与重力势能相等的位置在OD上方

答案

A、在C点,有:mg=m

vc2
R
,解得vc=
gR
.对B到C,根据动能定理有:-mg•2R=
1
2
mvc2-
1
2
mvB2
,解得vB=
5gR
.则B点的加速度aB=
vB2
R
=5g
.故A错误.

B、在AB段,根据速度位移公式vB2=2aR,解得a=2.5g.故B正确.

C、在C点,合力的方向竖直向下,速度的方向与合力的方向垂直,所以合力的瞬时功率为0.故C错误.

D、物块在圆弧轨道上滑的过程中机械能守恒,有:

1
2
mvB2=mgh+
1
2
mv2=2mgh,解得h=
5
4
R
.动能和重力势能相等的位置在OD的上方.故D正确.

故选BD.

单项选择题
多项选择题