题目内容
如图所示,半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置,小球m在圆形轨道内侧做圆周运动.对于半径R不同的圆形轨道,小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力.下列说法中正确的是( )

| A.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越大 |
| B.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越小 |
| C.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越大 |
| D.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越小 |
小球通过最高点时,对小球受力分析,如图

小球受到重力和轨道向下的支持力,合力提供向心力,G+F1=m
≥G
解得,v≥
根据题意,小球恰好到最高点,速度v取最小值
,故A正确、B错误;
小球从最高点运动到最低点的过程中,由动能定理,mg(2R)=
mv′2-
mv2
解得,v′=
=
角速度ω=
=
,故C错误,D正确;
故选AD.
小球受到重力和轨道向下的支持力,合力提供向心力,G+F1=m
| v2 |
| R |
解得,v≥
| gR |
根据题意,小球恰好到最高点,速度v取最小值
| gR |
小球从最高点运动到最低点的过程中,由动能定理,mg(2R)=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得,v′=
| v2+ 4gR |
| 5gR |
角速度ω=
| v′ |
| R |
|
故选AD.
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