Question

如图所示，两个相同的光滑弧形槽，一个为A₁B₁C₁凹形，一个为A₂B₂C₂凸形，两个相同小球分别进入两弧形槽的速度为v，运动到槽的末端速度也都为v，小球通过凹形槽的时间为t₁，通过凸形槽的时间为t₂，则t₁、t₂的关系为（　　）

A．t1=t2

B．t1＜t2

C．t1＞t2

D．无法确定

Answer 1

（1）在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力势能再化为动能，到达槽末端时，速度由增大为到初速度v；
（2）在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最低点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端时，速度减小为到等于初速度v；
（3）由以上分析可知：在凸形光滑轨道中运动的小球，平均速度v_凸小；在凹形光滑弧形槽中运动的小球，平均速度v_凹大；即v_凸＜v_凹，由因为两小球的路程s相等，由公式t=

s

v

知：在凸形轨道的小球运动时间t₁大，在凹形轨道中的小球运动时间小t₂，即：t₁＞t₂．
故选C．