题目内容
分析:要使小球能通过最高点,只要小球的速度大于零即可;而当向心力等于重力时,小球对轨道没有压力,由向心力公式可求得小球在最高点时速度;再由机械能守恒可求得小球在最低点时的速度,及最低点时所需要的向心力,即可求得最低点与最高点处压力的差值.
解答:解:A、B、在最高点,当小球对轨道无压力时,则有:mg=m
;
解得:v1=
;
由机械能守恒定律可得,mg?2R=
mv22-
mv12;
求得小球在最低点时的速度v2=
,故最低点速度至少为
,才能使两球在管内做圆周运动;当速度为
时,小球在最高点对轨道无压力;
在最高点无压力时,向心力F1=mg;
最低点时,向心力F2=m
=5mg;即a球比b球所需向心力大4mg;故A错误,故B正确;
C、当v=
时,两球均不能到达最高点,根据动能定理,有:mgh=
mv2
又v=
故h=0.5R,故C正确;
D、在最高点时,T1+mg=m
;解得T1=m
-mg;
最低点时,T2-mg=m
;解得T2=m
+mg;
T2-T1=2mg+m
-m
;
由机械能守恒可得:mg?2R=
mv22-
mv12;
可得:m
-m
=4mg;
则可得:T2-T1=6mg;即只要能做完整的圆周运动,压力之差都等于6mg;故D正确;
故选BCD.
| ||
| R |
解得:v1=
| gR |
由机械能守恒定律可得,mg?2R=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
求得小球在最低点时的速度v2=
| 5gR |
| 5gR |
| 5gR |
在最高点无压力时,向心力F1=mg;
最低点时,向心力F2=m
| ||
| R |
C、当v=
| gR |
| 1 |
| 2 |
又v=
| gR |
故h=0.5R,故C正确;
D、在最高点时,T1+mg=m
| ||
| R |
| ||
| R |
最低点时,T2-mg=m
| ||
| R |
| ||
| R |
T2-T1=2mg+m
| ||
| R |
| ||
| R |
由机械能守恒可得:mg?2R=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
可得:m
| ||
| R |
| ||
| R |
则可得:T2-T1=6mg;即只要能做完整的圆周运动,压力之差都等于6mg;故D正确;
故选BCD.
点评:小球在竖直面内的圆周运动,若是用绳拴着只有重力小于等于向心力时,小球才能通过;而用杆或在管内运动的小球,只要速度大于零,小球即可通过最高点.
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