题目内容


如图所示,质量为M=2kg的薄壁细圆管竖直放置,圆管内部光滑,圆半径比细管的内径大得多。已知圆的半径R=0.4m,一质量m=0.5kg的小球,在管内最低点A的速度大小为,g取10m/s2,则以下说法正确的是

A 小球恰能做完整的圆周运动

B 小球沿圆轨道上升的最大高度为0.6m

C 圆管对地的最大压力为20N

D圆管对地的最大压力等于40N


【知识点】向心力.D4

【答案解析】BD 解析: A、小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:0-mv2=-mgh解得:h= =0.6m<0.8m,不能上升到最高点,故A错误,B正确;C、在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,根据向心力公式得:N-mg=m解得:N=5+0.5× =20N,根据牛顿第三定律得:球对圆管的压力为N′=N=20N则圆管对地的最大压力为:FN=N+Mg=20+20=40N,故C错误,D正确.故选:BD

【思路点拨】小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出小球沿圆轨道上升的最大高度,判断能不能上升到最高点,在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,根据向心力公式和平衡条件列式求解.本题主要考查了机械能守恒定律和向心力公式公式的直接应用,知道在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,难度适中.

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