Question

14．如圖所示，豎直圓環(huán)中有多條起始于A點的光滑軌道，其中AB通過環(huán)心O并保持豎直．AC，AD與豎直方向的夾角分別為30°和60°一質點分別自A點沿各條軌道下滑，初速度均為零．那么，質點沿各軌道下滑的時間相比較（　�。�

• A． 沿著AB下滑，時間最短
• B． 沿著AD下滑，時間最短
• C． 沿著AC下滑，時間最短
• D． 三條軌道下滑時間都一樣

Answer 1

分析 設半徑為R，斜面與豎直方向夾角為θ，則物體運動的位移為x=2Rcosθ，根據牛頓第二定律求出加速度，然后根據x=$\frac{1}{2}$at²求解時間．

解答 解：設半徑為R，斜面與豎直方向夾角為θ，則物體運動的位移為x=2Rcosθ，物體運動的加速度a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=gcosθ，根據x=$\frac{1}{2}$at²，則t=$\sqrt{\frac{4R}{g}}$，與θ角無關．而知道弦長和傾角也能算出半徑，所以D正確，ABC錯誤．
故選：D

點評 解決本題的關鍵根據牛頓第二定律求出加速度，然后根據運動學公式求出運動的時間，看時間與θ角的關系．