单选题

2009年是中华人民共和国成立60周年,某中学物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型。两个“0”字型的半径均为R。让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从E点飞出。已知BC是“0”字型的一条直径,D点是该造型最左侧的一点,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中()

A在B、C、D三点中,距A点位移最大的是B点,路程最大的是D点

B小球从E点飞出后将做匀变速直线运动

C在B、C、D三点中,瞬时速率最大的是D点,最小的是C点

D若小球在C点对管壁的作用力恰好为零,则在B点小球对管壁的压力大小为6mg

正确答案

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答案解析

由位移和路程的定义可知:距A点的位移最大的点是D点,路程最大的是D点,故选项A错误;小球飞出E点时,速度斜向左上方,所受重力竖直向下,所以小球做匀变速曲线运动,故选项B错误;由于小球光滑,所以运动过程中只有重力做功,由动能定理知在B点时速率最大,C点速率最小,故选项C错误;若在C点小球对管壁的压力为零,即重力恰好提供向心力,所以有:,解得:,从B到C,由动能定理可知:,解得:;在B点,由向心力公式可知:,解得:,由牛顿第三定律可知选项D正确.
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