题目内容
【题目】如图所示,内壁光滑的圆管形轨道竖直放置在光滑水平地面上,且恰好处在两固定光滑挡板M、N之间,圆轨道半径为R,其质量为2m,一质量为m的小球能在管内运动,小球可视为质点,管的内径不计,当小球运动到轨道最高点时,圆轨道对地面的压力刚好为零,则下列判断正确的是( )
A. 小球运动的最小速度为0
B. 小球在最高点受到的合力为mg
C. 圆轨道对地面的最大压力为10mg
D. 当小球离挡板N最近时,圆轨道对挡板N的压力大小为5mg
【答案】CD
【解析】当小球运动到最高点时速度最小,此时圆轨道对地面的压力为零,可知小球对圆轨道的弹力等于圆轨道的重力,即,方向向下,根据牛顿第二定律得,解得最高点的速度,AB错误;从最高点到最低点过程中,只有重力做功,根据动能定理得, ,解得最低点的速度为;根据牛顿第二定律得,联立解得小球对轨道的最大压力,则圆轨道对地面的最大压力为,C正确;在小球运动到挡板N时,根据动能定理得, ,根据牛顿第二定律得,联立解得,则圆轨对挡板N的压力为5mg,D正确.
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