题目内容

【题目】如图所示,实线为一条光滑的金属轨道,其中 为完整圆轨道,在水平地面接触处交错分开,B为部分圆轨道,不同几何形状的轨道之间均平滑连接.一可视为质点的小球从水平地面上轨道的C点以满足条件的初速度向左运动,经过B的外侧轨道,再经过A的内侧轨道运动到D点,小球始终没有脱离轨道.已知B圆轨道的半径为R,则( )

A. 小球在点速度应该满足:

B. 小球在C点速度应该满足:

C. A圆轨道半径应该满足:

D. A圆轨道半径应该满足:

【答案】AD

【解析】

AB. 要使小球能够到达B点且不脱离,在B点的最小速度为零,对应小球在点的速度最小,根据机械能守恒:

在B点的最大向心力为mg,此时速度为,对应小球在点的速度最大,根据机械能守恒:;故小球在点速度应该满足:,故A正确,B错误;

CD. 设A轨道半径为r,要使小球在A圆轨道不脱离轨道,在A圆轨道最高点的最小速度为,对应小球在C点的速度最小,根据机械能守恒:,所以A圆轨道半径应该满足:,故C错误,D正确。

故选:AD

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