Question

在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的光滑圓環(huán)軌道，一質(zhì)量為m的小球穿在圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)C時的速率v_c=,則下述正確的是（       ）

A．此球的最大速率是v_c

B．小球到達(dá)C點(diǎn)時對軌道的壓力是

C．小球在任一直徑兩端點(diǎn)上的動能之和相等

D．小球沿圓軌道繞行一周所用的時間小于π

 

Answer 1

【答案】

ACD

【解析】

試題分析：因為圓環(huán)軌道是光滑的，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，可以求得在最低點(diǎn)時的最大速度；

對物體受力分析，根據(jù)圓周運(yùn)動的向心力公式可以求得對軌道的作用力，由周期公式可以知道物體運(yùn)動的周期．

解：A、速度最大的點(diǎn)應(yīng)該是最低點(diǎn)時，根據(jù)動能定理： mV²- mV_c²=2mgR，解得，所以A正確．

B、在C點(diǎn)有：，得T=mg，所以B錯誤．

C、整個過程中機(jī)械能守恒，在任一直徑兩端點(diǎn)上的點(diǎn)，它們的高度之和都是2R，即它們的重力勢能的和相等，由于總的機(jī)械能守恒，所以它們的動能之和也相等，所以C正確．

D、由，當(dāng)速度最小時，代入計算可得，之后小球的速度在變大，所以T要減小，所以，所以D正確．

故選ACD．

考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律；牛頓第二定律；向心力．

點(diǎn)評：小球穿在圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動，屬于桿的模型，在最高點(diǎn)時速度最小，向心力最小，最低點(diǎn)時速度最大，向心力最大，由機(jī)械能守恒可以求它們之間的關(guān)系．