题目内容

质量为m的小球在竖直平面内的圆环轨道内做圆周运动,如图所示.某时刻运动到最高点A,受到轨道的弹力与其所受的重力相等;它继续运动到最低点B时,受到轨道的弹力是其重力的7倍.

  ①小球只能再通过最高点1次

  ②小球能通过最高点多次

  ③小球运动到某位置时,受到的弹力可能为零

  ④小球运动到任意位置时,受到的弹力都不为零

  上述说法正确的是( )

  A.①③                      B.①④                       C.②③                      D.②④

D

解析:设小球在A点的速度为vA,在B点的速度为vB,根据牛顿第二定律,有

  FA+mg=m,即2mg=m

  假设小球从A到B机械能守恒,则

  w.w.w.k.s.5.u.c.o.m mvA2+mg·2R=mvB2,  即mvB2=6mgR

  在机械能守恒的条件下,小球在B点时,所受弹力FB应为

  FB-mg=m,FB>mg.

  根据上述计算可知,题中所给的小球的机械能守恒,所以小球能通过最高点多次.故选项①错②对;因为小球在A点的速度最小,所受向心力最小,即所受弹力最小,因此小球运动在任意位置时,受到的弹力都不为零,则③错④对.故选项D正确.

答案:D   

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