2009年是*成立60周年,南莫中学物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.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. 若小球在C点对管壁的作用力恰好为零,则在B点小球对管壁的压力大小为6mgC. 在B、C、D三点中,瞬时速率最大的是D点,最小的是C点D. 小球从E点飞出后将做匀变速运动

问题描述:

2009年是*成立60周年,南莫中学物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.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. 若小球在C点对管壁的作用力恰好为零,则在B点小球对管壁的压力大小为6mg
C. 在B、C、D三点中,瞬时速率最大的是D点,最小的是C点
D. 小球从E点飞出后将做匀变速运动

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C点对管壁的作用力恰好为零,根据牛顿第二定律与圆周运动的向心力公式得:
mg=

mv
2
C
R

vC=
gR

运用机械能守恒定律研究B到C,
1
2
m
v
2
B
=mg•2R+
1
2
m
v
2
C

vB=
5gR

根据牛顿第二定律与圆周运动的向心力公式得:
F-mg=
mv
2
B
R

F=6mg,故B正确.
C、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、小球从E点飞出后只受重力,加速度恒定,所以做匀变速运动,故D正确.
故选BD.
答案解析:A、位移大小是初末位置的直线就离,路程是指运动轨迹的长度.
B、利用牛顿第二定律与圆周运动的向心力公式求出C点速度,运用机械能守恒定律求出B点速度,再根据牛顿第二定律求出在B点小球对管壁的压力.
C、根据机械能守恒定律求解.
D、根据小球从E点飞出后受力情况确定运动情况.
考试点:机械能守恒定律;牛顿第二定律.

知识点:该题只要考查了机械能守恒定律及向心力公式的直接应用,难度适中.