题目内容

【题目】如图所示,内壁光滑半径大小为的圆轨道竖直固定在水平桌面上,一个质量为的小球恰好能通过轨道最高点在轨道内做圆周运动。取桌面为重力势能的参考面,不计空气阻力,重力加速度为g。则小球在运动过程中其机械能E、动能、向心力、速度的平方,它们的大小分别随距桌面高度h的变化图像正确的是

A.

B.

C.

D.

【答案】CD

【解析】

根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件,结合机械能守恒定律分析即可解题。

AB.小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力,则在最高点:,则在最高点小球的动能:(最小动能),在最高点小球的重力势能:,运动的过程中小球的动能与重力势能的和不变,机械能守恒,即:,故AB错误;

CD.小球从最高点到最低点,由动能定理得:,则有在距桌面高度h处有: ,化简得:

,故CD正确。

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