Question

质量为M的物块内部有光滑的圆形轨道，轨道在竖直面内。A为最高点，C为最低点，B、D与轨道圆心在同一水平线上。给质量为m的小球一定的初速度，使之沿圆轨道做完整的圆周运动。该过程物块始终保持静止。关于物块对地面的压力N和摩擦力f的说法中正确的是（    ）

A. 小球经过A点时N<(M+m)g，f向左

B. 小球经过B点时N=Mg，f向右

C. 小球经过C点时N=(M+m)g，f=0

D. 小球经过D点时N=(M+m)g，f向左

Answer

B

【解析】小球在A点时，小球对M的作用力竖直向上，N＜ (M+m)g．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．小球运动到B点时，需要的向心力向左，所以M对小球有向左的支持力，对M受力分析可知，地面要对物体有向左的摩擦力的作用，物体对地面有向右的摩擦力；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．小球在C点时，向心力向上，处于超重状态，所以球对物体M的压力要大于其重力 mg，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，此时整体水平方向不受外力，所以M与地面无摩擦力．故C错误．小球运动到D点时，与小球运动到B点相似，有N=Mg，物体对地面的摩擦力方向向左，故D错误．故选B.

点睛：小球做圆周运动，分析清楚小球做圆周运动的向心力的来源，即可知道小球和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．