题目内容
【题目】如图所示,光滑水平面上有一个四分之三圆弧管,内壁也光滑,半径R=0.2m,质量M=0.8kg，管内有一个质量m=0.2kg的小球,小球直径略小于弯管的内径,将小球用外力锁定在图示位置,即球和环的圆心连线与竖直方向成37°角,对图弧管施加水平恒定外力F作用,同时解除锁定,系统向右加速,发现小球在管中位置不变,当系统运动一段距离后管撞击到障碍物上突然停下,以后小球继续运动通过最高点后又落入管中,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为6N
B. 小球在轨道最高点时速度为1m/s
C. 系统运动一段距离后管撞击到障碍物时速度为2m/s
D. 拉力F做的功为4.1J
【答案】BD
【解析】
A项：对小球有：
对系统有：
，故A错误；
B项：小球离开环管做平抛运动，则有：
R=
由以上两式解得：
，故B正确；
C项：系统的速度
，由机械能守恒定律得：
，解得：
，故C错误；
D项：F做的功
，故D正确。
故应选BD。
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