Question

如图所示，ab为竖直平面内的半圆环acb的水平直径，c为环上最低点，环半径为R。将一个小球从a点以初速度沿ab方向抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则

A. 当小球的初速度时，掉到环上时的竖直分速度最大

B. 当小球的初速度时，将撞击到环上的圆弧ac段

C. 无论取何值，小球都不可能垂直撞击圆环

D. 当取适当值，小球可以垂直撞击圆环

Answer

ABC

【解析】

小球抛出后做平抛运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，若使得竖直分速度最大，根据自由落体运动可知当时速度最大，此时，落在C点，水平位移为R，那么平抛的初速度，故A正确；初速度，则竖直位移等于R时，水平位移则小于R，则将撞击到环上的圆弧ac段，故B正确；

假如平抛运动末速度与圆弧垂直，则末速度反向延长线一定指向圆心，根据平抛运动末速度反向延长线与水平位移交点为中点判断，水平位移即为2R，而平抛运动不可能落在b点，所以小球都不可能垂直撞击圆环，故C正确，D错误；故选ABC。