Question

在竖直面内有一条光滑弯曲轨道，轨道上各个最低点在同一水平线上，弯曲部分都用一小段圆弧相连．一个小环套在轨道上，从3.0m的高处无初速度释放．轨道上各个高点的高度如图所示．关于小环在轨道上的运动，以下说法正确的是（g=10m/s²）（ ）

A．小环在轨道上的最小速度为m/s
B．小环始终受到轨道的作用力
C．小环经过各低点时速度相同
D．小环经过各高点时均处于失重状态

Answer 1

【答案】分析：由于小环是套在轨道上的，所以小环不会掉下来，只要是能到达最高点就可以，在根据圆周运动的向心力公式可以判断小环经过各高点时的受力情况．
解答：解：A、由于小环是套在轨道上的，所以小环不会掉下来，只要是能到达最高点就可以，所以小环在轨道上的最小速度为可以为零，所以A错误．
B、在最高点时，小环的重力可能恰好作为向心力，此时小环和轨道之间没有力的作用，所以B错误．
C、由动能定理可以知道，在最低点时，重力做的功都相同，所以小环的速度的大小相同，但是在返回的时候，速度的方向与原来的方向相反，所以C错误．
D、小环经过各高点时，需要受到向下的合力来产生向下的向心加速度，小环有向下的加速度处于失重状态，所以D正确．
故选D．
点评：小环套在轨道上，和杆做圆周运动的模型类似，在由动能定理可以分析在最低点的速度大小．