题目内容
【题目】如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道.ab水平.长度为2R;bc是半径为R的四分之一的圆弧.与ab相切于b点.一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点从静止开始向右运动.重力加速度大小为g。则
A. 小球恰好能运动到轨道最高点c
B. 小球从a到c的过程中.动能增量为2mgR
C. 小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中,重力势能增量为3mgR
D. 小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中,水平外力做功为4mgR
【答案】BC
【解析】设小球到达c点的速度为v,则从a到c由动能定理:,解得,则小球不是恰好能运动到轨道最高点c,选项A错误;小球从a到c的过程中,动能增量为,选项B正确;小球离开c点后,竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,设小球从c点达到最高点的时间为t,则有:,上升的高度;此段时间内水平方向的位移为:,所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点,小球的重力势能增量为3mgR;小球在水平方向的位移为:L=3R+2R=5R,水平外力做功为5mgR,选项C正确,D错误;故选BC.
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