Question

如图所示，半径为R的圆筒固定在小车上，小车以速度v向右匀速运动，有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆筒中上升的高度可能（　　）

• A．等于

  v2

  2g

• B．大于

  v2

  2g

• C．小于

  v2

  2g

• D．等于2R

Answer 1

分析：小球和车有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，小球由于惯性会继续运动，在运动的过程中小球的机械能守恒，根据机械能守恒可以分析小球能达到的最大高度．

解答：解：小球由于惯性会继续运动，可能会越过最高点做圆周运动，也有可能达不到四分之一圆周，速度减为零，也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点．
1、若越过最高点做圆周运动，则在圆桶中上升的高度等于2R．
2、若达不到四分之一圆周，速度减为零，根据机械能守恒，

1

2

mv2=mgh，h=

v2

2g

．
3、若越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点，则会离开轨道做斜抛，在最高点有水平速度，根据机械能守恒得，

1

2

mv2=mgh+

1

2

mv′2，上升的高度小于

v2

2g

．故A、C、D可能．
故选：ACD．

点评：解决本题的关键知道小球可能会越过最高点做圆周运动，也有可能达不到四分之一圆周，速度减为零，也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点．然后通过机械能守恒定律求解．