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如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动,两球先后以相同的速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法不正确的是( )试题及答案-多选题-云返教育
试题详情
如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动,两球先后以相同的速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法不正确的是( )
试题解答
B:D
解:A、B、C、由于管中没有摩擦力的作用,所以球的机械能守恒,当小球b在最高点对轨道无压力,即只有重力做为向心力,
所以mg=m
v
b
2
R
,所以在最高点时b球的速度的大小为
√
gR
,
所以C错误;
从最高点到最低点,由机械能守恒可得,mg?2R+
1
2
mv
b
2
=
1
2
mv
2
,
对于a球,在最低点是,由向心力的公式可得 F-mg=m
v
2
R
,
所以:v=
√
5gR
F-mg=5mg,
所以此时的向心力的大小为5mg,
所以小球a比小球b所需向心力大4mg,故A错误,B正确,C错误;
D、最高点时F
1
=m
v
1
2
R
-mg,
在最低点时,F
2
=m
v
2
2
R
+mg,
由机械能守恒有
1
2
mv
1
2
+mg2R=
1
2
mv
1
2
,
所以F
2
-F
1
=6mg.所以只要v≥
√
5gR
,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg.故D正确.
故选:BD.
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