选择题6.0分
物理

17. 如图所示,光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成,其中AB段水平,BCDE段为半径为R的四分之三圆弧,圆心O及D点与AB等高,整个轨道固定在竖直平面内,现有一质量为、初速度的光滑小球水平进入圆管AB,设小球经过轨道交接处无能量损失,圆管孔径远小于R,则(小球径略小于管内径)(   )

A

小球到达C点时的速度大小

B

小球能通过E点且抛出后恰好落至B点

C

无论小球的初速度为多少,小球到达E点时的速度都不能为零

D

若将DE轨道拆除,则小球能上升的最大高度与D点相距2R

正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

A、小球从A至C过程,由机械能守恒定律得(以AB为参考平面):,将v0代入得:.故A错误;

B、从A至E过程,由机械能守恒定律得:

从E点开始小球做平抛运动,则由,小球能正好平抛落回B点,故B正确;

C、因为是圆弧管,内管壁可提供支持力,所以小球在E点速度可以为零,故C错误.

D、若将DE轨道拆除,设小球能上升的最大高度为h,由机械能守恒得:,解得,故D错误.

故选:B

考查方向

机械能守恒定律.

解题思路

对于小球,从A到C过程,由机械能守恒可求得运动到C点时的动能;A至E过程,机械能守恒,从E点物体做平抛运动;内管壁可提供支持力,所以小球在E点速度可以为零.

易错点

要注意管子类型与轻杆类型相似,小球通过最高点时最小速度为零.

知识点

牛顿第二定律 平抛运动 机械能守恒定律