解题思路:分析小球的受力情况,根据平衡条件:合外力为零,判断小球在B点以上的位置能否平衡.根据弹簧的形变量分析弹簧做功.根据牛顿第二定律和第三定律结合求解小球在A点时对轨道的作用力.根据机械能守恒和牛顿运动定律结合求解小球到C点时对轨道的作用力.
A、小球在B点以上的位置时,弹簧处于伸长状态,对小球的拉力斜向g下方,小球还受到竖直向下的重力和沿半径向外的支持力,三个力的合力不可能为零,故小球不能在B点以上的位置平衡,故A正确.
B、在A点弹簧伸长的长度为 xd=5cm;在C点弹簧被压缩的长度为 x2=5cm;则小球沿管道从A点移动到C点的过程中,弹簧的弹力先做正功,后做负功,而且功的数值相等,则整个过程中弹簧做功的值一定为0.故B正确.
C、若在A点给小球一个水平向大的速度v=d.5m/大,根据牛顿第二定律得:
mg+kxd-Nd=m
v2
R
得 Nd=mg+kxd-m
v2
R=0.2×d0+d00×0.05-0.2×
d.52
0.d=2.5N
根据牛顿第三定律得:小球在A点时对轨道的作用力为Nd′=Nd=2.5N.故C错误.
D、若在A点给小球一个水平向大的速度v=2m/大时,以小球和弹簧组成的系统为研究对象,小球从A到C的过程,根据系统的机械能守恒得:
mg•2R+[d/2mv2=
d
2m
v2C]
在C点,对濒于研究,根据牛顿第二定律得:N2-mg-kx2=m
v2
R
联立解得,N2=2大N
根据牛顿第三定律得:小球在C点时对轨道的作用力为N2′=N2=2大N.故D正确.
故选:ABD
点评:
本题考点: 向心力;功的计算.
考点点评: 本题是牛顿运动定律、机械能守恒定律和向心力的综合,关键要正确分析受力,确定向心力的来源.