如图所示,***面有两个[3/4]圆形导轨固定在一水平地面上,半径R相同,A轨道由金属凹槽制成,B轨道由金属圆管制成,均可

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__Hsky
__Hsky 2023-03-21 21:52
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  • 2023-03-21 22:09

    如图所示,***面有两个[3/4]圆形导轨固定在一水平地面上,半径R相同,A轨道由金属凹槽制成,B轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道.在两轨道右侧的正上方将质量均为m的金属小球A和B由静止释放,小球距离地面的高度分别用hA和hB表示,则下列说***确的是(  )A.适当调整hA和hB,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处B.若hA=hB=2R,则两小球在轨道最低点对轨道的压力为4mgC.若hA=hB=R,则两小球都能上升到离地高度为R的位置D.若使小球沿轨道运动并且能从最高点飞出,A小球的最小高度为[5/2R

    解题思路:小球A恰好能到A轨道的最高点时,轨道对小球无作用力,由重力提供小球的向心力,由牛顿第二定律求出速度.小球恰好能到B轨道的最高点时,速度为零,根据机械能守恒分别求出hA和hB.再判断hA=hB=2R,两小球是否能沿轨道运动到最高点.根据最高点的临界速度求出小球最高点飞出的水平位移的最小值.

    A、A中为绳模型,小球A能从A飞出的最小速度为v=

    gR],从最高点飞出后下落R高度时,水平位移的最小值为:xA=

    gR

    2R

    g=

    2R,小球A落在轨道右端口外侧.而适当调整hB,B可以落在轨道右端口处.故A错误;

    B、若hA=hB=2R,由机械能守恒定律可知,小球到达最低点时的速度v=

    2gR,则由向心力公式可得:F=mg+m

    v2

    R=3mg;故B错误;

    C、若hA=hB=R,根据机械能守恒定律可知,两小球都到达与O点等高的位置速度为零,即两小球都能上升到离地高度为R的位置,故C正确;

    D、由A的分析可知,A球最高点最小速度为

    gR,则由机械能守恒定律可知,mg(hA-2R)=[1/2]mvA2,A球下落的最小高度为[5/2]R;而B中小球只要在最高点的速度大于2R即可;故D正确;

    故选CD.

    点评:

    本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 本题是向心力、机械能守恒定律、平抛运动的综合,A轨道与轻绳系的球模型相似,B轨道与轻杆固定的球模型相似,要注意临界条件的不同.

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