ACD
分析:圓形管道內能支撐小球,小球能夠通過最高點時的最小速度為0.小球在最高點時的速度大小為2
時,由牛頓第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向,再由牛頓第三定律分析小球對管道的作用力.小球從最低點運動到最高點的過程中,只有重力做功,其機械能守恒.在最低點時的速度大小為
,根據(jù)機械能守恒定律求出小球到達最高點時的速度,再由牛頓第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向.
解答:A、B圓形管道內能支撐小球,小球能夠通過最高點時的最小速度為0.故A正確,B錯誤.
C、設管道對小球的彈力大小為F,方向豎直向下.由牛頓第二定律得
mg+F=
,v=2
,代入解得F=3mg>0,方向豎直向下.
根據(jù)牛頓第三定律得知:小球對管道的彈力方向豎直向上,即小球對管道的外壁有作用力.
D、設小球在最低點和最高點的速度分別為v
1、v
2.根據(jù)機械能守恒定律得
mg?2R+
=
將v
1=
代入,得到v
2=
設管道對小球的彈力為N,方向向下.
則由牛頓第二定律得mg+N=
,代入解得 N=0,即小球通過最高點時與管道間無相互作用力.
故選ACD
點評:本題中圓管模型與輕桿模型相似,抓住兩個臨界條件:一是小球恰好到達最高點時,速度為零;二是小球經(jīng)過最高點與管道恰好無作用力時速度為
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