3. 固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环,小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( )

参考答案
C
2022_全国乙卷
3. 固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环,小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( )

C
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示

设圆环下降的高度为h,圆环的半径为R,它到P点的距离为L,根据机械能守恒定律得
$$ m g h = \frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 } $$
由几何关系可得
$$ h = L \sin \theta $$
$$ \sin \theta = \frac { L } { 2 R } $$
联立可得
$$ h = { \frac { L ^ { 2 } } { 2 R } } $$
可得
$$ \nu = L \sqrt { \frac { g } { R } } $$
故 C 正确,ABD 错误。
故选 C。