问题 多选题

如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心,已知在同一时刻,甲、乙两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点,丙球由C点自由下落到M点,有关下列说法正确的是(  )

A.甲球下滑的加速度大于乙球下滑的加速度

B.丙球最先到达M点

C.甲、乙、丙球同时到达M点

D.甲、丙两球到达M点时的速率相等

答案

A、设光滑倾斜轨道与水平面的夹角为θ,则加速度a=

mgsinθ
m
=gsinθ,可知乙球的加速度大于甲球的加速度.故A错误.

B、对于AM段,位移x1=

2
R,加速度a1=gsin45°=
2
2
g
,则根据x=
1
2
at2
得,t1=
2x1
a1
=
4R
g

对于BM段,位移x2=2R,加速度a2=gsin60°=

3
2
g,t2=
2x2
a2
=
8R
3
g

对于CM段,位移x3=R,加速度a3=g,则t3=

2R
g
.知t3最小,故B正确,C错误.

D、根据动能定理得,mgh=

1
2
mv2,知甲丙高度相同,则到达M的速率相等.故D正确.

故选BD.

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