Question

【題目】如圖（a)，在豎直平面內固定一光滑半圓形軌道ABC，B為軌道的中點，質量為m的小球以一定的初動能Ek0從最低點A沖上軌道。圖（b)是小球沿軌道從A運動到C的過程中，動能Ek與其對應高度h的關系圖像。已知小球在最高點C受到軌道的作用力大小為25N，空氣阻力不計，重力加速度g取10m/s2.由此可知（　　）

A.小球的質量m=0.2kg

B.初動能Ek0=16 J

C.小球在C點時重力的功率為60W

D.小球在B點受到軌道的作用力大小為85N

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．由圖乙可知，圓環的半徑的0.4m，小球在C點的動能大小EkC=9J, 因小球所受重力與彈力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律得：

解得小球的質量

m=2kg

故A錯誤；

B．由機械能守恒定律得，初動能

其中

C．小球在C點時重力與速度方向垂直，重力的功率為0，故C錯誤；

D．由機械能守恒定律得，B點的初動能

在B點軌道的作用力提供向心力，由牛頓第二定律得

故D正確；

故選D。