题目内容
【题目】如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,AB、CD是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正下方
处.小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的有( )
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A.小球运动到B点时的速度大小为![]()
B.弹簧长度等于R时,小球的机械能最大
C.小球运动到B点时重力的功率为![]()
D.小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg
【答案】BD
【解析】
A.小球在A点和B点时,弹簧的形变量相同,则弹性势能的变化量为零,根据能量守恒得
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解得
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故A错误;
B.除重力以外其它力做功等于机械能的增量,当弹簧长度等于R时,弹簧弹力做功最多,则小球的机械能最大,故B正确;
C.小球运动到B点时,重力的方向与速度方向垂直,则重力的功率为零,故C错误;
D.在A点,有
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在B点,根据牛顿第二定律得
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解得
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可知小球在A、B两点对圆环的压力差为4mg,故D正确。
故选BD。
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