Question

如图所示，可视为质点、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（ ）

A．小球通过最高点的最小速度为
B．小球通过最高点的最小速度为0
C．如果小球在最高点时的速度大小为，则此时小球给管道壁有坚直向下作用力
D．如果小球在最低点时的速度大小为，则此时小球给管道间的压力大小为6mg

Answer

圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0．小球在最高点时的速度大小为2时，由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向，再由牛顿第三定律分析小球对管道的作用力．在最低点时的速度大小为时，同样根据牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向．
【解析】
A、B、圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0，故A错误，B正确；
C、设管道对小球的弹力大小为F，方向竖直向下．由牛顿第二定律得
mg+F=m，v=2，代入解得F=3mg＞0，方向竖直向下．
根据牛顿第三定律得知：小球对管道的弹力方向竖直向上，即小球对管道的外壁有作用力．
故C错误；
D、重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=m，
解得：N=mg+m=mg+m=6mg；
根据牛顿第三定律，球对管道的压力大小为6mg；
故D正确；
故选BD．