Question

如圖所示，兩個圓弧軌道固定在水平地面上，半徑R相同，A軌道由金屬凹槽制成，B軌道由金屬圓管制成，均可視為光滑軌道．在兩軌道右側的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放，小球距離地面的高度分別用h_A和h_B表示，對于下述說法，正確的是
（ ）
A．若h_A=h_B≥2R，則兩小球都能沿軌道運動到最高點
B．若h_A=h_B=，由于機械能守恒，兩小球在軌道上上升的最大高度均為
C．適當調整h_A和h_B，均可使兩小球從軌道最高點飛出后，恰好落在軌道右端口處
D．適當調整h_A和h_B，均可使兩小球從軌道最高點飛出后，只有B可以落在軌道右端口處

Answer 1

【答案】分析：小球A恰好能到A軌道的最高點時，軌道對小球無作用力，由重力提供小球的向心力，由牛頓定律求出速度．小球恰好能到B軌道的最高點時，速度為零，根據機械能守恒求出h_A和h_B．若h_A=時，小球A在軌道上上升的最大高度小于．根據最高點的臨界速度求出小球最高點飛出的水平位移的最小值．
解答：解：A、小球A恰好能到A軌道的最高點時，由mg=m，v_A=，根據機械能守恒定律得，mg（h_A-2R）=，解得h_A=；小球B恰好能到B軌道的最高點時，在最高點的速度v_B=0，根據機械能守恒定律得h_B=2R．故A錯誤．
    B、若h_B=時，小球B在軌道上上升的最大高度等于．若h_A=時，小球A在到達最高點前離開軌道，有一定的速度，由機械能守恒可知，A在軌道上上升的最大高度小于．故C錯誤．
    C、D小球A從最高點飛出后下落R高度時，水平位移的最小值為x_A=v_A==＞R，小球落在軌道右端口外側．而適當調整h_B，B可以落在軌道右端口處．故C錯誤，D正確．
故選D
點評：本題是向心力、機械能守恒定律、平拋運動的綜合，A軌道與輕繩系的球模型相似，B軌道與輕桿固定的球模型相似，要注意臨界條件的不同．