如图所示,可视为质点的,质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动,下列有关说法中正确的是(...
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如图所示,可视为质点的,质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动,下列有关说法中正确的是( )
A.小球能通过最高点的最小速度为
B.若在最高点管道对小球施加*力大小为mg,则这个力的方向可能向下,也可能向上
C.如果小球在最高点时的速度大小为2,则此时小球对管道有向上的作用力
D.如果小球在最低点时的速度大小为,则小球通过最低点时与管道间有相互作用力
【回答】
CD向心力.
【分析】小球通过圆管最高点的临界速度为零,根据牛顿第二定律,抓住指向圆心的合力提供向心力,分析作用力的大小和方向.
【解答】解:A、小球在圆管的最高点,受到管子的作用力可以向上,可以向下,最高点的最小速度为零,故A错误.
B、若在最高点管道对小球施加*力大小为mg,因为合力的方向向下,可知管道对小球的*力方向向下,不可能向上,故B错误.
C、如果小球在最高点时的速度大小为2,根据牛顿第二定律得,,解得F=mg,管道对小球的作用力方向向下,则小球对管道有向上的作用力,故C正确.
D、如果小球在最低点时的速度大小为,根据牛顿第二定律得,,解得F=2mg,故D正确.
故选:CD.
【点评】本题中圆管模型与轻杆模型相似,抓住两个临界条件:一是小球恰好到达最高点时,速度为零;二是小球经过最高点与管道恰好无作用力时速度为.
知识点:向心力
题型:多项选择