题目内容
如图所示,质量为m的小球置于正方体内表面光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,盒子在做匀速圆周运动过程中不发生转动,已知重力加速度为g,盒子经过最高点A时,盒子与小球间恰好无作用力,则( )
分析:小球在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,说明此时恰好只有小球的重力作为向心力,由此可以求得小球的运动周期,在最低点时对物体受力分析,利用向心力的公式可以求得盒子与小球之间的作用力大小.
解答:解:A、在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,说明此时恰好只有小球的重力作为向心力,故mg=
,故v=
,故A正确
B、由牛顿第二定律得,mg=mR(
)2,故T=2π
,故B错误
C、盒子做匀速圆周运动,在最低点有,F-mg=
,结合A选项得,F=2mg,故C正确
D、盒子经过与圆心O等高处的B点时,向心力由盒子右壁对球的弹力提供,结合A知,小球对盒子右壁的压力为mg,故D正确
故选ACD
mv2 |
R |
gR |
B、由牛顿第二定律得,mg=mR(
2π |
T |
|
C、盒子做匀速圆周运动,在最低点有,F-mg=
mv2 |
R |
D、盒子经过与圆心O等高处的B点时,向心力由盒子右壁对球的弹力提供,结合A知,小球对盒子右壁的压力为mg,故D正确
故选ACD
点评:物体做匀速圆周运动,小球在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,说明此时恰好只有小球的重力作为向心力,这是解决这道题的关键,再根据最高点和最低点时受力的不同,根据向心力的公式列方程求解即可.
练习册系列答案
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如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止,则( )
A、地面对楔形物块的支持力为(M+m)g | B、地面对楔形物块的摩擦力为零 | C、楔形物块对小物块摩擦力可能为零 | D、小物块一定受到四个力作用 |