题目内容

7.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时最小速度vmin=$\sqrt{g(R+r)}$
B.小球通过最高点时最小速度vmin=0
C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力

分析 小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动,在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,从而可以确定在最高点的最小速度.小球做圆周运动是,沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力.根据牛顿第二定律求解管道对小球作用力大小和方向.

解答 解:A、B、由于管子能支撑小球,所以小球能够通过最高点时的最小速度为vmin=0;故A错误,B正确.
C、小球在水平线ab以下的管道中运动时,小球受到的合外力一部分是小球有竖直向下的加速度,另一部分使小球有直线圆心的向心加速度,所以小球受到的合力中,一部分是竖直向下的,该部分由重力提供;而另一部分直线圆心,则只能由外侧的管壁提供,所以内侧管壁对小球一定无作用力,而外侧管壁对小球一定有作用力.故C错误;
D、若小球的速度比较小,如小球恰好过最高点时,仅仅受到重力和内侧管壁的支持力,外侧管壁对小球没有作用力.故D错误.
故选:B.

点评 本题关键是对小球受力分析,然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解.基础题目.

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