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如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R) 小球a b大小相同 质量相同 均为m

时间:2018-10-12 15:08:41

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如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R) 小球a b大小相同 质量相同 均为m

问题补充:

如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量相同,均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法正确的是A.速度v至少为,才能使两球在管内做圆周运动B.当v=时,小球b在轨道最高点对轨道无压力C.当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mgD.只要v≥,小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg

答案:

BD

解析分析:要使小球能通过最高点,只要小球的速度大于零即可;而当向心力等于重力时,小球对轨道没有压力,由向心力公式可求得小球在最高点时速度;再由机械能守恒可求得小球在最低点时的速度,及最低点时所需要的向心力,即可求得最低点与最高点处压力的差值.

解答:A、因小球在管内转动,则内管可对小球提供向上的支持力,故可看作是杆模型;

故小球的最高点的速度只要大于零,小球即可通过最高点,故A错误;

B、当小球对轨道无压力时,则有:mg=m;

解得:v1=;即当速度为时,小球在轨道最高点对轨道无压力;

由机械能守恒定律可得,mg2R=mv22-mv12;

求小球在最低点时的速度v2=,故最低点速度至少为,才能使两球在管内做圆周运动;当速度为时,小球在最高点对轨道无压力;故B正确;

C、在最高点无压力时,向心力F1=mg;最低点时,向心力F2=m=5mg;即a球比b球所需向心力大4mg;故C错误;

D、在最高点时,T1+mg=m;解得T1=m-mg;

最低点时,T2-mg=m;解得T2=m+mg;

T2-T1=2mg+m-;

由机械能守恒可得:mg2R=mv22-mv12;

可得:=4mg;

则可得:T2-T1=6mg;即只要能做完整的圆周运动,压力之差都等于6mg;故D正确;

故选B、D;

点评:小球在竖直面内的圆周运动,若是用绳拴着只有重力小于等于向心力时,小球才能通过;而用杆或在管内运动的小球,只要速度大于零,小球即可通过最高点.

如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R) 小球a b大小相同 质量相同 均为m 其直径略小于管径 能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点 且当小

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