A. | 小圓環的加速度可以為零 | B. | 小圓環受到的合力可能為零 | ||
C. | 大圓環對小圓環的作用力可能為零 | D. | 大圓環對地面的壓力可能為零 |
分析 先分析小圓環的受力和運動的特點,然后結合牛頓第二定律和向心力的特點分析即可.
解答 解:A、小圓環在大圓環中從大圓環的頂部自靜止下落,由于忽略了阻力,結合機械能守恒定律可知,小圓環能夠恰好再返回最高點,且回到最高點的速度恰好為0.此時小圓環可能會停在最高點,則停止后的加速度為0.故A正確;
B、小圓環返回最高點后在最高點停止時,加速度為0,受到的合外力為0.故B正確;
C、設小圓環在與過圓心的豎直半徑成θ角處對軌道的壓力為0,此刻速度為v
則在此處有:mgcosθ-N=m$\frac{{v}^{2}}{R}$ ①
小圓環對軌道的壓力為0,即 N=0 ②
又據機械能守恒定律:mgR(1-cosθ)=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$ ③
聯解①②③得:cosθ=$\frac{2}{3}$
即:θ=arccos$\frac{2}{3}$
當小圓環滑至與大圓環球心連線與豎直方向成cos-1$\frac{2}{3}$角的位置時對軌道的壓力為0.故C正確;
D、由C的分析可知,當小圓環沒有到達與大圓環的圓心等高處時,對大圓環的壓力為0,此后,隨小圓環速度的增大,需要的向心力增大,則大圓環對小圓環的作用力的方向指向圓心,對小圓環的作用力中,存在向下的分力,所以此時小圓環對大圓環的分力有向上的作用,所以小圓環的質量足夠大時,大圓環對地面的壓力可能為零.故D正確.
故選:ABCD
點評 該題考查豎直平面內的圓周運動,在該題中盡管小圓環開始的初速度是0,但是在運動的過程中由于 小圓環沒有到達與大圓環的圓心等高處時,對大圓環的壓力為0,所以在隨后的運動中,小圓環對大圓環的分力有向上的作用.這是解答該題的關鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 兩次小球拋出時初速度之比v01:v02=1:$\sqrt{2}$ | |
B. | 兩次小球拋出時初速度之比v01:v02=1:2 | |
C. | 小球落到斜面上的速度方向兩次相同 | |
D. | 小球落到斜面上的速度方向兩次不同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 粒子必定帶正電荷 | |
B. | 由于M點沒有電場線,粒子在M點不受電場力的作用 | |
C. | 粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度 | |
D. | 粒子在M點的動能小于在N點的動能 |
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