如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,巳知重力加速度为g,空气阻力不计,A.若盒子在最高点时,盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做勾速圆周运动的周期为2πB.若盒子以周期做匀速圆周运动则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时,小球对盒子左侧面的力为4mgC.若盒子以角速度2做匀速圆周运动,则当盒子运动到最高点时,小球对盒子的下面的力为3mgD.盒子从最低点向最髙点做匀速圆周运动的过程中,球处于超重状态;当盒子从最高点向最低点做匀速圆周运动的过程中,球处于失重状态
网友回答
A
解析分析:盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,小球所受的合力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律判断盒子侧面对小球的作用力.
解答:A、盒子在最高点,若盒子与小球间恰好无压力,则小球的重力提供向心力,有:mg=,解得:
T=2π.故A正确.
B、盒子以周期做匀速圆周运动则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时,靠盒子右侧面对小球的弹力提供向心力,有:F==4mg,小球对右侧面的压力为4mg.故B错误.
C、若盒子以角速度2做匀速圆周运动,则当盒子运动到最高点时,有:mg+F=mRω2,解得F=3mg,可知上侧面对小球有弹力.故C错误.
D、盒子从最低点向最髙点做匀速圆周运动的过程中,从最高点向最低点做匀速圆周运动的过程中,在球心与O点位于同一水平面位置时,重力等于下侧面的支持力.故D错误.
故选A.
点评:解决本题的关键知道向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.