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15.如图所示,竖直圆形管道固定不动,A为管道的最低点,E为最高点,C为最右侧的点,B在A、C之间任意可能位置,D在C、E之间任意可能位置,一直径略小于管道内径的小球以某一初速度从最低点A开始沿管道运动,小球恰能通过管道的最高点E,完成完整的圆周运动,已知小球做圆周运动的轨道半径为R,重力加速度为g,则(  )
A.小球做匀速圆周运动
B.小球在最高点E的速度大小为$\sqrt{gR}$
C.小球在B点可能挤压管道的内侧也可能挤压管道的外侧
D.小球在D点可能挤压管道的内侧也可能挤压管道的外侧

分析 小球在竖直平面内做变速圆周运动,在最高点,由于管道对小球的作用力可能向上、可能向下,可知最高点的临界速度为零.抓住径向的合力提供向心力,分析管道对小球作用力的方向.

解答 解:A、小球在竖直圆形管道中做圆周运动,在向上运动的过程中,速度在减小,小球做变速圆周运动,故A错误.
B、小球恰能通过最高点,可知小球在最高点E的速度为零,故B错误.
C、小球在B点,由于径向的合力提供向心力,可知在B点,管道对小球的作用力指向圆心,则小球对管道外侧有作用力,故C错误.
D、在D点,由于径向的合力提供向心力,若重力沿半径方向的分力大于向心力,则小球对管道内侧有作用力,若重力沿半径方向的分力小于向心力,则小球对管道外侧有作用力,故D正确.
故选:D.

点评 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律分析判断,知道管道模型与杆子模型类似.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.下列关于物体受力和运动的描述正确的是(  )
A.物体受到恒定的合外力作用时,一定做匀变速直线运动
B.物体受到的合外力为零时,其加速度和速度也一定为零
C.做圆周运动的物体所受合外力的方向一定指向圆心
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6.两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体,已知容器中气体的压强不相同,则下列判断中正确的是(  )
A.压强小的容器中气体的温度比较高
B.压强大的容器中气体单位体积内的分子个数比较少
C.压强小的容器中气体分子的平均动能比较小
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3.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源S1和S2分别位于x轴上-0.2m和1.2m处,两列波的波速均为v=0.4m/s、振幅均为A=2cm.图示为t=0时刻两列波的图象,此刻平衡位置处于x轴上0.2和0.8m的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置处于x=0.5m. 则下列判断正确的是(  )
A.两列波的周期均为ls
B.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点
C.t=ls时刻,质点M的位移为-4cm
D.在两列波叠加的过程中,质点M的振动得到了加强,位移始终是-4cm
E.在两列波叠加的过程中,质点M的振幅始终是4cm

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10.在升降机内,一人站在磅秤上,发现磅秤的示数比自己的实际体重减轻了20%,则下列判断正确的是 (g取10m/s2)(  )
A.升降机以8m/s2的加速度加速上升B.升降机以8m/s2的加速度减速上升
C.升降机以2m/s2的加速度加速上升D.升降机以2m/s2的加速度加速下降

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20.如图所示为一内壁光滑的竖直圆筒,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆筒上表面圆心,且物块贴着圆筒内表面随圆筒一起绕中心轴做匀圆周运动,则(  )
A.绳的张力可能为零
B.圆筒对物块的弹力不可能为零
C.随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变
D.随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大

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7.带有$\frac{1}{4}$光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,到达某一高度后,小球又返回车的左端.若M=2m,则(  )
A.小球以后将向左做平抛运动
B.小球将做自由落体运动
C.此过程中小球对小车做的功为$\frac{2M{v}_{0}^{2}}{9}$
D.小球在弧形槽上升的最大高度为$\frac{{v}_{0}^{2}}{3g}$

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4.将一个矩形线圈abcd放入匀强磁场中,若线圈平面平行于磁感线,如图所示,线圈在磁场中做下列运动时,会产生感应电流的是(  )
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