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如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块,abcd为半径是R的34光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,de面水平且有一定长度.今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,

题目详情
如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块,abcd为半径是R的
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光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,de面水平且有一定长度.今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,让其自由下落到d处切入轨道内运动,不计空气阻力,则(  )

A.只要h大于R,释放后小球就能通过a点
B.只要改变h的大小,就能使小球通过a点后,既可能落回轨道内,又可能落到de面上
C.无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内
D.无论怎样调节h的大小,都不可以使小球飞出de面之外(即e的右侧)
▼优质解答
答案和解析
A、小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律:
mg=m
v2
R

解得:v=
gR

根据动能定理:mg(h-R)=
1
2
mv2
得:h=
3
2
R
可知只有满足h≥
3
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R,释放后小球才能通过a点,故A错误;
BCD、小球离开a点时做平抛运动,用平抛运动的规律,
水平方向的匀速直线运动:x=vt
竖直方向的自由落体运动:R=
1
2
gt2
解得:x=
2
R>R,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内,小球将通过a点不可能到达d点.只要改变h的大小,就能改变小球到达a点的速度,就有可能使小球通过a点后,落在de之间或之外.故BD错误,C正确.
故选:C.