Question

一豎直放置的光滑圓形軌道連同底座總質量為M，放在水平地面上，如圖所示，一質量為m的小球沿此軌道做圓周運動，AC兩點分別是軌道的最高點和最低點，軌道上的BD兩點與圓心等高．在小球運動過程中，軌道始終靜止．則關于軌道底座對地面的壓力大小及地面對軌道底座的摩擦力方向，下面說法正確的是（　　）

A．小球運動到A點時，N＞Mg，摩擦力為零

B．小球運動以B點時，N=Mg，摩擦力方向向右

C．小球運動到C點時，N=Mg+mg，地面對軌道底座無摩擦力

D．小球運動到D點時，N=Mg，摩擦力方向向右

Answer 1

分析：小球在豎直面內做圓周運動，小球的重力和圓形軌道對滑塊的支持力的合力作為向心力，根據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的摩擦力的大小．

解答：解：A、小球塊在A點時，滑塊對M的作用力豎直向上，所以N＜Mg系統在水平方向不受力的作用，所以沒有摩擦力的作用，所以A錯誤；
B、小滑塊在B點時，需要的向心力向右，所以M對滑塊有向右的支持力的作用，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，所以B正確；
C、小滑塊在C點時，滑塊的向心力向上，所以C對物體M的壓力要大于C的重力，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，所以C錯誤；
D、小滑塊在D點和B的受力的類似，由B的分析可知，D錯誤．
故選：C．

點評：小滑塊做圓周運動，分析清楚小滑塊做圓周運動的向心力的來源，即可知道小滑塊和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．