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…——2022 高考物理第 3 题答案解析

2022_全国乙卷

2022 全国 第 3 题 单选题 区分题
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(  )

A. 它滑过的弧长
B. 它下降的高度
C. 它到P点的距离
D. 它与P点的连线扫过的面积
参考答案

C

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题目指纹

这道题真正考什么?

关键能力
力学
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【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。

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