Question

2009年是中華人民共和國(guó)成立60周年，某中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型。兩個(gè)“0”字型的半徑均為R。讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入，依次經(jīng)過(guò)圖中的B、C、D三點(diǎn)，最后從E點(diǎn)飛出。已知BC是“0”字型的一條直徑，D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，不計(jì)一切阻力,則小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 （        ）

A.在B、C、D三點(diǎn)中，距A點(diǎn)位移最大的是B點(diǎn)，路程最大的是D點(diǎn)
B. 小球從E點(diǎn)飛出后將做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.在B、C、D三點(diǎn)中，瞬時(shí)速率最大的是D點(diǎn)，最小的是C點(diǎn)
D. 若小球在C點(diǎn)對(duì)管壁的作用力恰好為零，則在B點(diǎn)小球?qū)�管壁的壓力大小�?mg

Answer 1

D

解析試題分析：由位移和路程的定義可知：距A點(diǎn)的位移最大的點(diǎn)是D點(diǎn)，路程最大的是D點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球飛出E點(diǎn)時(shí)，速度斜向左上方，所受重力豎直向下，所以小球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于小球光滑，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，由動(dòng)能定理知在B點(diǎn)時(shí)速率最大，C點(diǎn)速率最小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若在C點(diǎn)小球?qū)�管壁的壓力為零，即重力恰好提供向心力，所以有�?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/2e/d/1le1q3.png" style="vertical-align:middle;" />，解得：，從B到C，由動(dòng)能定理可知：，解得：；在B點(diǎn)，由向心力公式可知：，解得：，由牛頓第三定律可知選項(xiàng)D正確．
考點(diǎn)：本題主要考查動(dòng)能定理和向心力公式在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，其次考查位移和路程的區(qū)別及物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷．