Question

【題目】如圖所示光滑管形圓軌道半徑為R(管徑遠(yuǎn)小于R)，小球a、b大小相同，質(zhì)量均為m，其直徑略小于管徑，能在管中無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)．兩球先后以相同速度v通過(guò)軌道最低點(diǎn)，且當(dāng)小球a在最低點(diǎn)時(shí)，小球b在最高點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是 (　　)

A.當(dāng)小球b在最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力時(shí)，小球a比小球b所需向心力大5mg

B.當(dāng)v＝時(shí)，小球b在軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力

C.速度v至少為，才能使兩球在管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

D.只要v≥，小球a對(duì)軌道最低點(diǎn)的壓力比小球b對(duì)軌道最高點(diǎn)的壓力都大6mg

Answer 1

【答案】BD

【解析】

AB．當(dāng)小球?qū)�軌道無(wú)壓力時(shí)，則有：

，

解得

由機(jī)械能守恒定律可得，

解得

．

在最高點(diǎn)無(wú)壓力時(shí)，向心力F1=mg；最低點(diǎn)時(shí)，向心力

即a球比b球所需向心力大4mg。故A錯(cuò)誤，B正確。
C．因小球在管內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，則內(nèi)管可對(duì)小球提供向上的支持力，故可看作是桿模型；故小球的最高點(diǎn)的速度只要大于零，小球即可通過(guò)最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理知，

解得

故C錯(cuò)誤。

D．在最高點(diǎn)時(shí)，

在最低點(diǎn)

則

由機(jī)械能守恒可得

可得：

F2-F1=6mg；

即只要能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，壓力之差都等于6mg。故D正確。