Question

4．如圖所示，質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小球沿該圓形軌道的豎直面做圓周運動，B、D為圓周的最低點和最高點，A、C與圓心O在同一水平線上．小球運動時，物體M保持靜止，關(guān)于物體M對地面的壓力N和地面對物體M的摩擦力，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小球運動到A點時，N=Mg，摩擦力方向向右
• B． 小球運動到B點時，N＞（M+m）g，M與地面無摩擦力
• C． 小球運動到C點時，N=（M+m）g，摩擦力方向向左
• D． 小球運動到D點時，N＞Mg，摩擦力方向向左

Answer 1

分析 小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球的重力沿半徑方向的分力和圓形軌道對滑塊的支持力的合力作為向心力，根據(jù)在不同的地方做圓周運動的受力，可以分析得出物體M對地面的壓力N和地面對物體M的摩擦力的大�。�

解答 解：A、小球運動到A點時，需要的向心力向右，所以M對小球有向右的支持力，對M受力分析可知，地面要對物體有向右的摩擦力的作用，在豎直方向上，由于沒有加速度，物體受力平衡，所以物體M對地面的壓力 N=Mg，故A正確．
B、小球在C點時，向心力向上，處于超重狀態(tài)，所以球?qū)ξ矬wM的壓力要大于其重力 mg，故M受到的滑塊的壓力大于mg，那么M對地面的壓力就要大于（M+m）g，此時整體水平方向不受外力，所以M與地面無摩擦力．故B正確．
C、小球運動到C點時，與小球運動到A點相似，有N=Mg，摩擦力方向向左，故C錯誤．
D、小球在D點時，小球?qū)�M的作用力豎直向上，N＜Mg．系統(tǒng)在水平方向不受力的作用，所以沒有摩擦力的作用，故D錯誤．
故選：AB

點評 小球做圓周運動，分析清楚小球做圓周運動的向心力的來源，即可知道小球和M之間的作用力的大小，再由牛頓第三定律可以分析得出地面對M的作用力．