题目内容
【题目】如图所示,质量为3m的竖直光滑圆环A的半径为R,固定在质量为2m的木板B上,木板B的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上,B不能左右运动.在环的最低点静止放有一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度,小球会在圆环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,初速度必须满足( )
A. 最小值为 B. 最大值为 C. 最小值为 D. 最大值为
【答案】CD
【解析】在最高点,速度最小时有:,解得:,从最高点到最低点的过程中,机械能守恒,设最低点的速度为,根据机械能守恒定律,有:,解得:;要使环不会在竖直方向上跳起,环对球的压力最大为:,最高点到最低点的过程中,机械能守恒,设此时最低点的速度为,在最高点,速度最大时有:,解得:,所以保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,在最低点的速度范围为:,CD正确,AB错误.选CD.
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