题目内容

6.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v,当小球以3v的速度经过最高点时,对轨道的压力是(  )
A.8mgB.0C.5mgD.9mg

分析 对小球在最高点受力分析,找出向心力来源,根据牛顿第二、三定律和向心力公式列方程求解.

解答 解:当小球以速度v经内轨道最高点时不脱离轨道,小球仅受重力,重力充当向心力,有 mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
当小球以速度3v经内轨道最高点时,小球受重力G和向下的支持力N,如图,合外力充当向心力,有 mg+N=m$\frac{{(3v)}^{2}}{r}$;

又由牛顿第三定律得到,小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等,N′=N;
由以上三式得到,N′=8mg;
故选:A.

点评 本题关键对小球进行受力分析,找出向心力来源;同时,要注意题中要求的为轨道对小球的压力,而非支持力!

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