Question

5．航天員王亞平在運(yùn)行的天宮一號(hào)內(nèi)上了節(jié)物理課，做了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn)，當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí)給它一初速度，小球能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若把它帶回地面僅在重力場(chǎng)中，仍在最低點(diǎn)給它相同的初速度，則（　�。�

• A． 小球仍能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
• B． 小球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
• C． 小球可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)
• D． 小球不可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 在天宮一號(hào)上，物體處于完全失重狀態(tài)，所以在最低點(diǎn)只要給小球一個(gè)速度，小球即可在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；把該裝置帶到地球上，小球要因受重力的影響，要想完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，必須要滿(mǎn)足一定的條件，即在最高點(diǎn)時(shí)，要有v≥$\sqrt{gR}$，由此可判知各選項(xiàng)的正誤．

解答 解：AB、把此裝置帶回地球表面，在最低點(diǎn)給小球相同的初速度，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，速度的大小發(fā)生改變，不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、若小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度滿(mǎn)足v≥$\sqrt{gR}$，則小球可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，若小于此速度，則不能達(dá)到圓軌道的最高點(diǎn)，則不能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 解答該題要注意在天宮一號(hào)中，小球仍然會(huì)受到地球的引力作用，只是完全用來(lái)提供小球隨天宮一號(hào)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力了，小球處于完全失重的狀態(tài)．
在地球上，因重力的影響，小球在豎直面內(nèi)不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只要速度達(dá)到一定的要求，小球可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng)．同時(shí)要注意繩子模型和細(xì)桿模型的不同．