题目内容

11.如图所示,竖直平面内固定一个半径为R的半圆形轨道ABC,左端口A和右端口C与圆心O在同一水平面上,M、N为右端口C正上方两点,到右端口C的距离分别为2R和R,现将一小球从M点静止释放,小球从左端口飞出后到达最高处D点,D点与半圆轨道的最低点B的竖直高度差为2R,接着小球又竖直下落返回进入圆弧轨道,若不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小球返回轨道后能沿轨道一直运动,并上升到N点
B.小球返回轨道后沿轨道运动可能到不了C点
C.小球返回轨道后沿轨道运动到C点时,速度一定大于零
D.若将小球从N点静止释放,则小球恰能运动到左端口A处

分析 分析小球在圆形轨道里的受摩擦力做功情况,分析别各过程由动能定理进行分析,则可知小球实际运动情况.

解答 解:A、由题意可知,小球从A点上升没有达到最高点,则说明小球在圆轨道中有阻力做功;故小球在返回过程中同样有阻力做功,小球无法到达N点;故A错误;
B、小球返回轨道后,由于速度小于由C到A过程中的速度,故在轨道里的压力要小,故摩擦力要小,故摩擦力做功小;因此小球能到达C点,并且在C点的速度不为零;故B错误;C正确;
D、由B的分析可知,若将小球由N点释放,则小球一定能超过左端点A处,故D错误;
故选:C.

点评 本题考查动能定理的应用,要注意小球受到的摩擦力与速度有关,速度越快则摩擦力越大,同样的路程上摩擦力做功越多.

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