Question

5．航天员王亚平在运行的天宫一号内上了节物理课，做了如图所示的演示实验，当小球在最低点时给它一初速度，小球能在竖直平面内做匀速圆周运动，若把它带回地面仅在重力场中，仍在最低点给它相同的初速度，则（　　）

• A． 小球仍能做匀速圆周运动
• B． 小球不可能做匀速圆周运动
• C． 小球可能做完整的圆周运动
• D． 小球不可能做完整的圆周运动

Answer 1

分析 在天宫一号上，物体处于完全失重状态，所以在最低点只要给小球一个速度，小球即可在竖直面内做匀速圆周运动；把该装置带到地球上，小球要因受重力的影响，要想完成完整的圆周运动，必须要满足一定的条件，即在最高点时，要有v≥$\sqrt{gR}$，由此可判知各选项的正误．

解答 解：AB、把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同的初速度，小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则动能和重力势能相互转化，速度的大小发生改变，不可能做匀速圆周运动，故A错误，B正确；
C、若小球到达最高点的速度满足v≥$\sqrt{gR}$，则小球可以做完整的圆周运动，若小于此速度，则不能达到圆轨道的最高点，则不能做完整的圆周运动，故C正确，D错误．
故选：BC

点评 解答该题要注意在天宫一号中，小球仍然会受到地球的引力作用，只是完全用来提供小球随天宫一号绕地球做圆周运动的向心力了，小球处于完全失重的状态．
在地球上，因重力的影响，小球在竖直面内不能做匀速圆周运动，只要速度达到一定的要求，小球可以做完整的圆周运动．同时要注意绳子模型和细杆模型的不同．