题目内容

如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆弧轨ABCD,其A点与圆心等高,D点为轨道最高点.DB为竖直线,AC为水平线,AE为水平面.今使小球自A点正上方某处由静止释放,且从A点进入圆轨道运动,只要适当调节释放点的高度.总能保证小球最终通过最高点D,则小球在通过D点后( )

A.一定会落到水平面AE上
B.一定会再次落到圆轨道上
C.可能会落到水平而AE上
D.落点到A点的距离与h有关
【答案】分析:小球恰能到达D点,知小球到达D点时对轨道的压力为0,重力提供向心力,mg=求出D点的速度,小球离开D点做平抛运动,高度决定时间,根据时间和D点的速度求出水平距离.
解答:解:A、小球如果恰能到达D点,知小球到达D点时对轨道的压力为0,重力提供向心力,mg=
v=
根据R=gt2得,t=
s=vt=
落点与O点的水平距离S为R>R.
所以小球一定会落到水平面AE上,故A正确,B、C错误.
D、从释放点到C点运用动能定理,有mg(h-R)=m-0
vD=
落点到A点的距离x=vDt-R=2-R,所以落点到A点的距离与h有关,故D正确.
故选AD.
点评:解决本题的关键知道球到达D点时对轨道的压力为0,有mg=,以及能够熟练运用平抛运动的规律.
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