题目内容

12.如图所示,有一个无底的圆桶,放在光滑的水平面上,桶内壁粗糙.将一个小球沿桶内壁的方向以初动能E0水平射出,小球沿桶壁运动,刚好运动一圈停止.如果将小球的初动能增加到原来的2倍,初速度的方向不变,则小球在桶内运动的圈数为(  )
A.1圈B.大于1圈但小于2圈
C.2圈D.大于2圈

分析 根据动能定理,结合向心力表达式,及影响滑动摩擦力因素,从而确定滑动摩擦力随着初动能的不同而如何变化,即可求解.

解答 解:由题意可知,一个小球沿桶内壁的方向以初动能E0水平射入,小球沿内壁粗糙的桶壁运动,刚好运动一圈停止;
当小球的初动能增加到原来的2倍时,根据向心力表达式,可知,球与桶壁的作用力增大,导致球受到的桶壁滑动摩擦力也增大,从而使得滑动摩擦力做功大于之前的滑动摩擦力做功,因此根据动能定理,可得,小球在桶内运动的圈数为大于1圈但小于2圈,故B正确,ACD错误;
故选:B.

点评 考查动能定理的应用,掌握影响力做功的因素,注意理解滑动摩擦力做功的多少,是解题的关键,同时此处滑动摩擦力是桶壁施加的力.

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