题目内容

18.如图所示,一光滑小球在力F的作用下,以某一恒定的速率,从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点,作用力F的方向总是竖直向上.空气阻力不计,下面关于小球在该过程中的有关说法正确的是(  )
A.加速度恒定不变B.所受合外力恒定不变
C.轨道的弹力不断增大D.F与重力的合力恒定不变

分析 结合物体的运动状态,得出物体受到的拉力和重力之间的关系,然后结合圆周运动的和向心力特点分析即可.

解答 解:D、由题可知,小球的速率不变,说明合外力的功始终为0,小球在竖直方向受到的重力和拉力的合力一定是0,所以小球受到的恒力F与重力大小相等,方向相反.F与重力的合力恒定不变.故D正确.
A、小球以某一恒定的速率,从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点,做匀速圆周运动,加速度的方向始终指向圆心,方向不断变化.故A错误;
B、小球做匀速圆周运动,合外力的方向始终指向圆心,方向不断变化.故B错误;
C、小球做匀速圆周运动,受到重力、拉力和轨道的支持力的作用,由于拉力和重力大小相等,方向相反,合外力的方向始终指向圆心,所以道的弹力大小不变,方向始终指向圆心.故C错误.
故选:D

点评 该题中要抓住小球的速率不变的特点,从而得出拉力与重力的合力始终为0,然后再结合圆周运动的特点即可正确解答.

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