Question

5．如图所示，在质量为M的物体内有光滑的圆形轨道，有一质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动，A与C两点分别是道的轨道的最高点和最低点，B、D两点与圆心O在同一水平面上．在小球运动过程中，物体M静止于地面，则关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力方向，下列正确的说法是（　　）

• A． 小球运动到A点时，N＞Mg，摩擦力方向向左?
• B． 小球运动到B点时，N=Mg，摩擦力方向向右?
• C． 小球运动到C点时，N＞（M+m）g，地面对M无摩擦?
• D． 小球运动到D点时，N=（M+m）g，摩擦力方向向右

Answer 1

分析 小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力和圆形轨道对滑块的支持力的合力作为向心力，根据在不同的地方做圆周运动的受力，可以分析得出物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力的大小．

解答 解：A、小球在A点时，系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误．
B、小球在B点时，需要的向心力向右，所以M对小球有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力N=Mg，故B正确；
C、小球在C点时，滑块的向心力向上，所以C对物体M的压力要大于C的重力，故M受到的滑块的压力大于mg，那么M对地面的压力就要大于（M+m）g，系统在水平方向上不受力，则地面对M没有摩擦，故C正确；
D、小球在D点和B的受力的类似，M对小球的弹力向左，则小球对M的弹力向右，则M受到地面的摩擦力方向向左，在竖直方向上，根据平衡知，N=Mg，故D错误．
故选：BC．

点评 小滑块做圆周运动，分析清楚小滑块做圆周运动的向心力的来源，即可知道小滑块和M之间的作用力的大小，再由牛顿第三定律可以分析得出地面对M的作用力和摩擦力．