Question

【题目】“魔力陀螺”玩具中的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图所示的模型：半径为 R的磁性圆轨道竖直固定，质量为 m 的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B 分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为 g，则

A.铁球绕轨道可能做匀速圆周运动

B.铁球的向心力只由磁性引力提供

C.铁球在 A 点的速度必须大于

D.轨道对铁球的磁性引力至少为 5mg ，才能使铁球不脱轨

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．铁球绕竖直放置的轨道上运动，从上往下运动时速度变大，从下往上运动时速度变小，则不可能做匀速圆周运动，选项A错误；

B．铁球的向心力由磁性引力和铁球的重力以及轨道的弹力沿圆心方向的合力提供，选项B错误；

C．铁球在 A 点的速度大于零均可，选项C错误；

D．若铁球到达最高点时的速度为零，则由最高点到最低点，由机械能守恒定律

在最低点时若恰不脱轨，则

解得

F=5mg

即轨道对铁球的磁性引力至少为 5mg ，才能使铁球不脱轨，选项D正确。

故选D。