如图所示,质量为M的物体内有圆形轨道,质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做无摩擦的圆周运动,A与C两点分别是轨道的最高点和最低点,B、D两点是圆水平直径两端点.
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如图所示,质量为M的物体内有圆形轨道,质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做无摩擦的圆周运动,A与C两点分别是轨道的最高点和最低点,B、D两点是圆水平直径两端点.小球运动时,物体M在地面静止,则关于M对地面的压力N和地面对M的摩擦力方向,下列说法中正确的是( )A.小球运动到B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,M与地面的摩擦力方向不能确定 | D.小球运动到D点时,N>(M+m)g,摩擦力方向向左 |
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答案
A、小滑块在B点时,需要的向心力向右,所以M对滑块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,所以A错误、B正确. C、小滑块在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,所以C错误. D、小滑块在D点和B的受力的类似,由A的分析可知,所以D错误. 故选B. |
举一反三
如图所示,以MN为界的两匀强磁场B1=2B2,一带电+q、质量m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场,则经过多长时间它将向下通过O点(不计粒子重力)( ) |
火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是( )A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损 | B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损 | C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损 | D.以上三种说法都是错误的 |
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游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示.我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动.实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点.(不考虑空气及摩擦阻力) (1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大?此时对应的h多高? (2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少?
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一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图 所示,A的运动半径较大,则( )A.A球的角速度必大于B球的角速度 | B.A球的线速度必小于B球的线速度 | C.A球的运动周期必大于B球的运动周期 | D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力 |
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如图所示,在匀速转动的水平转盘上,有一相对盘静止的物体,则物体受到摩擦力的方向是( )A.沿切线方向 | B.沿半径指向圆心 | C.沿半径背离圆心 | D.静止,无静摩擦力 |
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