题目内容
【题目】竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图所示,A、M、B三点位于同一水平面上,C、D分别为两轨道的最低点,将两个相同的小球分别从A、B处同时无初速释放,则下列说法中不正确的是( )
A.通过C,D时,两球的加速度相等
B.通过C,D时,两球的机械能相等
C.通过C,D时,两球对轨道的压力相等
D.通过C,D时,两球的速度大小相等
【答案】D
【解析】解:A、对任意一球,设通过最低点时的速度大小为v.轨道半径为r.由机械能守恒得 mgr= ,得 v= ,通过最低点的加速度 a= = =2g,与轨道半径无关,所以通过C、D时,两球的加速度相等,故A正确.
B、选择相同的参考平面,在初始位置时两球的机械能相同,下滑过程只有重力做功,机械能都守恒,所以通过C、D时,两球的机械能相等,故B正确.
C、在最低点,有 N﹣mg=ma,可得 N=3mg,由牛顿第三定律知,小球对轨道的压力大小也为3mg,与轨道半径无关,所以两球通过最低点时对轨道的压力相等,故C正确.
D、由v= ,知通过C、D时,两球的速度大小不等,故D错误.
本题选不正确的,故选:D
【考点精析】关于本题考查的向心力和机械能守恒及其条件,需要了解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;在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变才能得出正确答案.
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