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某学校物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示装置.两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从

网友投稿  2022-11-10 00:00:00  零零社区

◎ 题目

某学校物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示装置.两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从E点飞出.已知BC是“0”字型的一条直径,D点是该造型最左侧的一点,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中(  )
A.在B、C、D三点中,距A点位移最大的是B点,路程最大的是D点
B.对管壁的最小压力可能为0
C.对管壁的最大压力可能为5mg
D.对管壁的压力可能为mg

◎ 答案

小球光滑,在整个运动过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒;
A、在B、C、D三点中,距A点位移最大的是D点,路程最大的是D点,故A错误.
B、小球在整个运动过程中,在C点重力势能最大,动能最小,做圆周运动的向心力最小,球在C点的速度如果为

gR
,则它做圆周运动的向心力由重力提供,球对对管壁的作用力恰好为零,故B正确;
C、小球在C点对管壁的作用力恰好为零,对管壁的作用力最小,此时小球速度v=

gR

从C到B过程中,由机械能守恒定律得:
1
2
mv2+mg?2R=
1
2
mvB2
在B点,由牛顿第二定律得:F-mg=m
v2B
R
,解得:F=6mg,小球对管壁的压力F′=F=6mg,故C错误.
根据机械能守恒定律得:在B、C、D三点中,瞬时速率最大的是B点,最小的是C点,故C错误.
D、小球对管壁的压力可能为mg,故D正确;
故选:BD.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某学校物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示装置.两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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