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14.太极球是广大市民中较流行的一种健身器材.将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高,圆周半径为R,球的质量为m,重力加速度为g,则(  )
A.在B、D两处球受到的合力大小相等
B.在D处板对球施加的弹力提供向心力
C.在C处板对球施加的力比在A处对球施加的力大2mg
D.太极球做匀速圆周运动的速率可以小于$\sqrt{gR}$

分析 人在运动过程中受重力和支持力,由合力提供向心力.根据向心力公式和临界条件分析即可.

解答 解:A、小球做匀速圆周运动,由合力提供向心力,由F=m$\frac{{v}^{2}}{R}$知,在B、D两处球受到的合力大小相等,故A正确.
B、在D处,由板对球施加的弹力和重力的合力提供向心力,故B错误.
C、在C处,由牛顿第二定律得:Fc+mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$.在D处,由牛顿第二定律得:FD-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$.联立解得,FD-Fc=2mg,即在C处板对球施加的力比在A处对球施加的力大2mg.故C正确.
D、太极球恰好到达C时,由mg=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$,则得最高点C的临界速度为 v0=$\sqrt{gR}$,所以太极球做匀速圆周运动的速率可以必须大于等于$\sqrt{gR}$,故D错误.
故选:AC

点评 本题考查了向心力公式的应用,重点要对小球的受力做出正确的分析,分析出向心力的来源:合力,即可解决此类问题.

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