Question

如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體內(nèi)表面光滑盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑．某同學(xué)拿著這個(gè)盒子在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，盒子在做勻速圓周運(yùn)動過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，已知重力加速度為g，盒子經(jīng)過最高點(diǎn)A時(shí)，盒子與小球間恰好無作用力，則（　�。�

• A．該盒子做勻速圓周運(yùn)動的線速度為

  gR

• B．該盒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為2π

  g R

• C．盒子經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí)，盒子與小球之間的作用力大小為2mg
• D．盒子經(jīng)過與圓心O等高處的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)�盒子右壁的壓力為mg

Answer 1

分析：小球在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無作用力，說明此時(shí)恰好只有小球的重力作為向心力，由此可以求得小球的運(yùn)動周期，在最低點(diǎn)時(shí)對物體受力分析，利用向心力的公式可以求得盒子與小球之間的作用力大�。�

解答：解：A、在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無作用力，說明此時(shí)恰好只有小球的重力作為向心力，故mg=

mv2

R

，故v=

gR

，故A正確
B、由牛頓第二定律得，mg=mR(

2π

T

)2，故T=2π

R g

，故B錯(cuò)誤
C、盒子做勻速圓周運(yùn)動，在最低點(diǎn)有，F(xiàn)-mg=

mv2

R

，結(jié)合A選項(xiàng)得，F(xiàn)=2mg，故C正確
D、盒子經(jīng)過與圓心O等高處的B點(diǎn)時(shí)，向心力由盒子右壁對球的彈力提供，結(jié)合A知，小球?qū)�盒子右壁的壓力為mg，故D正確
故選ACD

點(diǎn)評：物體做勻速圓周運(yùn)動，小球在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無作用力，說明此時(shí)恰好只有小球的重力作為向心力，這是解決這道題的關(guān)鍵，再根據(jù)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)受力的不同，根據(jù)向心力的公式列方程求解即可．