题目内容

如图所示,一个小球(视为质点)从H=12 m高处,由静止开始通过光滑弧形轨道AB,进入半径R=4 m的竖直圆环,且圆环动摩擦因数处处相等,当到达环顶C时,刚好对轨道压力为零;沿CB圆弧滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达高度为h的D点时的速度为零,则h之值不可能为(g取10 m/s2,所有高度均相对B点而言)(  )

A.12 mB.10 mC.8.5 mD.7 m

ABD

解析试题分析: 小球到达环顶C时,刚好对轨道压力为零,在C点,由重力充当向心力,则根据牛顿第二定律得:,解得:,开始小球从H="12m" 高处,由静止开始通过光滑弧形轨道ab,因此在小球上升到顶点时,根据动能定理得: ,之后小球沿轨道下滑,由于机械能有损失,所以下滑速度比上升速度小,因此对轨道压力变小,所受摩擦力变小,所以下滑时,摩擦力做功大小小于Wf,所以全过程摩擦力做功大于Wf,小于2Wf,对全过程,用动能定理:
所以高度范围为8m<h<10m,故选A、B、D。
考点:向心力

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