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如图所示,质量为M的物体内有光滑轨道,现有一质量为m的小球沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动,BD为圆周的最低点和最高点,AC与圆心O在同一水平线上。小球运动时,物体M保持静止,关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力,下列说法正确的是( )。
如图所示,质量为M的物体内有光滑轨道,现有一质量为m的小球沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动,BD为圆周的最低点和最高点,AC与圆心O在同一水平线上。小球运动时,物体M保持静止,关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力,下列说法正确的是( )。
admin
2017-04-27
15
问题
如图所示,质量为M的物体内有光滑轨道,现有一质量为m的小球沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动,BD为圆周的最低点和最高点,AC与圆心O在同一水平线上。小球运动时,物体M保持静止,关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力,下列说法正确的是( )。
选项
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>(M+m)g,M与地面无摩擦力
C、小球运动到C点时,N=(M+m)g,摩擦力方向向左
D、小球运动到D点时,N>Mg,摩擦力方向向左
答案
B
解析
小球运动到A点时,其所受轨道的作用力为弹力,方向水平向右,提供向心力,对M分析,其所受小球弹力水平向左,地面对其摩擦力水平向右;物体M静止,其所受地面支持力为Mg,由于力的作用是相互的,故物体对地面的压力N=Mg,A错误。同理可得小球运动到C点时,N=Mg,摩擦力水平向左,C错误。小球运动到B点时,其所受重力与轨道支持力的合力提供向心力,所以小球对轨道的压力大于mg,即有N>(M+m)g,由于小球对轨道压力竖直向下,所以M与地面无摩擦力,B正确。同理可得小球运动到D点时,小球对M的作用力竖直向上,所以N<Mg,与地面也无摩擦力,D错误。
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