问题 选择题

如图所示,质量为m的小球沿光滑的斜面AB下滑,然后可以无能量损失地进入光滑的圆形轨道BCD,小球从A点开始由静止下滑,已知AC之间的竖直高度为h,圆轨道的半径为R,重力加速度为g,则下列判断正确的是(  )

A.若h=2R,则小球刚好能到达D点

B.小球从C点到D点的运动为匀速圆周运动

C.若小球恰好能通过D点,则小球到达C点的速率为

5gR

D.若小球到达D点的速率为

2gR,小球对D点的压力为2mg

答案

A、小球刚好能到达D点时,在D点,小球的重力提供向心力,则有:

mg=m

v2D
R
,vD=
gR

从A到D的过程中,根据机械能守恒得:

mg(h-2R)=

1
2
m
v2D

解得:h=

5
2
R,故A错误

B、小球从C点到D点重力势能增大,根据机械能守恒定律知其动能不断减小,速度逐渐减小,所以小球做的是变速圆周运动,故B错误.

C、若小球恰好能通过D点,vD=

gR
,小球从C运动到D的过程中,根据机械能守恒得:
1
2
m
v2C
=2mgR+
1
2
m
v2D

解得:vC=

5gR
,故C正确.

D、若小球到达D点的速率为vD=

2gR
,根据向心力公式得:

N+mg=m

v2D
R

解得:N=mg,所以小球对D点的压力大小为:N′=N=mg,故D错误.

故选:C

选择题
判断题