Question

如右图所示，质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间作用力恰为mg，则                                                                              （    ）

A．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于

B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于

C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于3mg

D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于3mg

Answer 1

B

要使在最高点时盒子与小球之间恰好为mg，则盒子顶部对小球必然有向下的弹力mg，则有，解得该盒子做匀速圆周运动的速度，该盒子做匀速圆周运动的周期为，选项A错误，选项B正确；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由，解得F＝3mg，选项C、D错误。