题目内容
【题目】如图所示,一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上,管道内有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,下列说法中正确的是
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A. 小球通过管道最低点时,小球对管道的压力可能为零
B. 小球通过管道最低点时,管道对地的压力可能为零
C. 小球通过管道最高点时,小球对管道的压力可能为零
D. 小球通过管道最高点时,管道对地的压力可能为零
【答案】CD
【解析】试题分析:球通管道低点时,向心力向上,根据牛顿第二定律知球所受合力向上,则管道下壁对球必有竖直向上的支持力,球对管道下壁必有竖直向下的压力,故A错误;此时对管道受力分析,管道所受合力为零,球对它的压力和重力都竖直向下,则地面对管道竖直向上的支持力必不为零,故B错误;设管道半径R,球质量m,球通高点速度v,管道对球有向上的作用力N,根据牛顿第二定律:
,当
时,N=0,根据牛顿第三定律,即小球对管道的压力
,故C正确;小球通过管道最高点时,设管道对球有向下的作用力N,根据牛顿第二定律:
,管道上壁对球的压力
,根据牛顿第三定律,球对管道的支持力
,对管道受力分析有地面对管道的支持力
,当
时,
,根据牛顿第三定律,管道对地的压力
,故D确。
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