题目内容

【题目】一个半径为的竖直固定的光滑圆环上套有一个质量为的小球,一根轻弹簧上端固定在圆环的圆心处,下端固定在小球上,在圆环的最低处给小球水平向右的大小为的初速度,此时圆环恰好对小球没有弹力,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )

A. 小球在圆环最低点时,弹簧的弹力大小为

B. 小球在圆环最高点时圆环对小球的弹力大小为

C. 小球在圆环的最高点时弹簧的弹力比小球在最低点时的小

D. 小球经过圆环的最高点的速度大小为

【答案】D

【解析】小球在圆环最低点时,由牛顿第二定律有 ,又 ,解得弹簧的弹力大小为 F=7mg,故A错误.设小球经过圆环的最高点的速度大小为v,根据机械能守恒定律得 2mgR+mv2=mv02,解得,故D正确.设小球在圆环最高点时圆环对小球的弹力大小为F′,方向向下,根据牛顿第二定律得 mg+F′=m.解得 F′=mg,故B错误.小球在圆环的最高点时与小球在最低点时弹簧的形变量相同,所以弹力大小相等,故C错误.故选D.

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