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,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两

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. 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
B. 当v=
gR
时,小球b在轨道最高点对轨道无压力
C. 速度v至少为
5GR
,才能使两球在管内做圆周运动
D. 只要v≥
5gR
,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg
雨中一线 1年前 已收到3个回答 举报

diwushusheng 幼苗

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解题思路:小球在圆环的内侧运动,相当于圆周运动中的杆的模型,此时在最高的速度是可以为零的,在整个运动的过程中小球的机械能守恒,可以求得小球到达最低端是的速度和需要的向心力的大小.

由于管中没有摩擦力的作用,所以球的机械能守恒,
当小球b在最高点对轨道无压力,即只有重力做为向心力,
所以mg=m
vb2
R,所以在最高点时b球的速度的大小为
gR,
所以B正确,C错误;
从最高点到最低点,由机械能守恒可得,mg•2R+[1/2]mvb2=[1/2]mva2
对于a球,在最低点是,由向心力的公式可得 F-mg=m
va2
R,
所以F-mg=5mg,
所以此时的向心力的大小为5mg,
所以小球a比小球b所需向心力大4mg,所以A错误;
D、最高点时F1=m
v12
R-mg,
在最低点时,F2=m
v22
R+mg,
由机械能守恒有[1/2]mv12+mg2R=[1/2]mv12
所以F2-F1=6mg.所以D正确.
故选BD.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 内管可以对小球提供支持力,可化为轻杆模型,在最高点时,小球速度可以为零,与绳的模型一定要区分开.

1年前

5

新柳如眉 幼苗

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要不是高三没什么时间,我也会详细给你讲解的!!天杀的作业..........

1年前

2

眉毛鱼 幼苗

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A.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
——由 Fb=N+mg=mV高^2/R ,当N=0时,Fb=mg=mV高^2/R
故,最高点的b球速度 V高^2=gR
又最高点的b球 mV高 ^2/2+mg2R=mV低 ^2/2 ——机械能守恒【V低——b球到达最低点的速度】
所以 V低^2=V高^2+4Rg=5V高^2=Va...

1年前

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