题目内容

【题目】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值是v.当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道的压力值是( )
A.0
B.mg
C.3mg
D.5mg

【答案】C
【解析】解:当小球以速度v经内轨道最高点时且不脱离轨道,则小球仅受重力,重力充当向心力,有mg=m
当小球以速度2v经内轨道最高点时,小球受重力G和轨道对小球竖直向下的支持力N,如图,合力充当向心力,有mg+N=m

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′=3mg.
故答案选:C.
【考点精析】利用牛顿第三定律和向心力对题目进行判断即可得到答案,需要熟知牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失;作用力和反作用力总是同种性质的力;作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加;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.

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