题目内容
【题目】如图所示,半径为L的圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置,管内壁光滑,管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动,设小球经过最高点P时的速度为v,则( )
A.v的最小值为
B.v若增大,球所需的向心力也增大
C.当v由 逐渐减小时,轨道对球的弹力也减小
D.当v由 逐渐增大时,轨道对球的弹力也增大
【答案】B,D
【解析】解:A、由于在最高点P管子能支撑小球,所以的最小值为零,故A错误.
B、根据向心力公式Fn=m =m ,可知v增大,球所需的向心力也增大,故B正确.
CD、小球经过最高点P时,当v= 时,根据牛顿第二定律得知:管壁对小球没有作用;
当v由 逐渐减小时,下管壁对小球有支持力,根据牛顿第二定律得:
mg﹣N=m ,
得:N=mg﹣m ,v减小,轨道对球的弹力N增大;
当v由 逐渐增大时,根据牛顿第二定律得:
mg+N=m ,
得:N=m ﹣mg,v增大,轨道对球的弹力N增大;故C错误,D正确.
故选:BD.
【考点精析】利用匀速圆周运动和向心力对题目进行判断即可得到答案,需要熟知匀速圆周运动线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动;向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
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