如圖所示,小球沿水平面通過O點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點(diǎn)P,然后落回水平面,不計(jì)一切阻力,下列說法正確的是( )

A.小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為3R
B.小球從開始運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)過程中機(jī)械能不守恒
C.若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去,其他條件不變,則小球能達(dá)到的最大高度比P點(diǎn)高0.5R
D.若將半圓弧軌道上部的一段圓弧截去,其他條件不變,只有截去軌道上部的1/4圓弧時(shí),小球能達(dá)到的高度最高
【答案】分析:小球恰能通過半圓弧軌道的最高點(diǎn)P時(shí),由重力提供向心力,求出小球通過P點(diǎn)時(shí)的速度.小球通過P點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),由高度2R求出時(shí)間,再由x=vt求出水平距離.根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球落地點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.根據(jù)機(jī)械能守恒定律,求出將半圓弧軌道上部的圓弧截去,其他條件不變時(shí)小球能達(dá)到的最大高度.
解答:解:A、小球恰能通過半圓弧軌道的最高點(diǎn)P時(shí),通過P點(diǎn)時(shí)速度為v,則
           mg=m
解得:v=
 小球離開P點(diǎn)后平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
則小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離x=vt=2R.故A錯(cuò)誤.
B、小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒,故B錯(cuò)誤;
C、將半圓弧軌道上部的圓弧截去,其他條件不變,設(shè)小球能達(dá)到的最大高度為比P點(diǎn)高h(yuǎn).
           由機(jī)械能守恒定律,得
解得:h=0.5R    故C正確.
D、只有截去軌道上部的圓弧時(shí),小球離開軌道時(shí)速度方向豎直向上,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零,其他位置截去后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能不為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,只有截去軌道上部的圓弧時(shí),小球能達(dá)到的高度最高,故D正確.
故選CD
點(diǎn)評(píng):本題考查綜合運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械能守恒定律和向心力知識(shí)的能力,難度適中.
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5gR
同時(shí)撤去外力,然后小球沖上豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑半圓環(huán),恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng)通過最高點(diǎn)C,到達(dá)最高點(diǎn)C后拋出,最后落回到原來的出發(fā)點(diǎn)A處.試求:
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