题目内容

如图所示,A、B分别为竖直放置的光滑圆轨道的最低点和最高点,已知小球通过A点时的速度大小为vA=2m/s 则该小球通过最高点B的速度值可能是( )

A.10m/s
B.m/s
C.3m/s
D.1.8m/s
【答案】分析:小球在光滑的圆轨道内运动,只有重力做功,其机械能守恒,根据机械能守恒定律得到小球在最高点的速度表达式.小球要能到达最高点,向心力要大于重力,得到最高点速度的范围,再进行选择.
解答:解:设小球到达最高点B的速度为vB.根据机械能守恒定律得
    mg?2R+=
得到vB=  ①
小球要能到达最高点,则在最高点B时,
得到  vB    ②
由①②联立得  
   解得gR≤
代入得  gR≤4
代入①得  vB≥2m/s
又机械能守恒定律可知,vB<vA=2m/s 
所以2m/s≤vB<2m/s 
故选BC
点评:本题是机械能守恒定律、向心力等知识的综合应用,关键是临界条件的应用:当小球恰好到达最高点时,由重力提供向心力,临界速度v=,与细线的模型相似.
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