如圖所示,一個半徑為R的圓軌道豎直固定在水平地面上,斜面AB與圓軌道在B
點相切,在圓軌道B點處開有一小孔,有一可看作質(zhì)點的小球從斜面上距離地面高為h的A點無初速滾下,從B點進入圓軌道,所有摩擦不計.關(guān)于小球的運動情況,下述說法中正確的是( )

A.只有當h≥,小球才不會脫離軌道
B.只要當h≥2R,小球就不會脫離軌道
C.當h≥R時,小球一定會脫離圓軌道
D.當h<R 時,小球不會脫離軌道
【答案】分析:小球不會脫離軌道有兩種情況:1.在o點水平面以下來回滑動,2.能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,這就要求小球能到達最高點,恰好到達最高點是個臨界狀態(tài),根據(jù)機械能守恒定律及向心力公式即可求解.
解答:解:小球恰好過圓最高點時,只有重力提供向心力:
mg=
小球由A運動到最高點的過程中機械能守恒,則
mg(h-2R)=
解得:
h=
所以當時,小球不會脫離軌道;
但是當h<R 時,小球在o點水平面以下來回滑動,小球也不會脫離軌道.
故選D.
點評:該題主要考查了機械能守恒定律及圓周運動向心力公式的直接應用.解題時,應準確理解題意,注意考慮問題的全面性.
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1
4
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