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,以下说法正确的是(  )A. 当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mgB. 当v=gR时,小球b在轨道最高点对轨道无压力C. 速度v至少为5GR,才能使两球在管内做圆周运动D. 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

问题描述:

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,以下说法正确的是(  )
A. 当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mg
B. 当v=

gR
时,小球b在轨道最高点对轨道无压力
C. 速度v至少为
5GR
,才能使两球在管内做圆周运动
D. 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

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=mvb2R,所以在最高点时b球的速度的大小为gR,所以B正确,C错误;从最高点到最低点,由机械能守恒可得,...
答案解析:小球在圆环的内侧运动,相当于圆周运动中的杆的模型,此时在最高的速度是可以为零的,在整个运动的过程中小球的机械能守恒,可以求得小球到达最低端是的速度和需要的向心力的大小.
考试点:牛顿第二定律;向心力.
知识点:内管可以对小球提供支持力,可化为轻杆模型,在最高点时,小球速度可以为零,与绳的模型一定要区分开.