如右图所示,质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中,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...
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问题详情:
如右图所示,质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中,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,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间作用力恰为mg,则
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A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于
B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于3mg
D.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于3mg
【回答】
【命题立意】本题考查匀速圆周运动的周期以及圆周运动的向心力。
【思路点拨】在最高点由受力情况求得圆周运动的线速度。根据T=求得周期。在最低点根据受力分析和线速度求得小球与盒子之间的作用力。
【*】B【解析】要使在最高点时盒子与小球之间恰好为mg,则盒子顶部对小球必然有向下的*力mg,则有,解得该盒子做匀速圆周运动的速度,该盒子做匀速圆周运动的周期为,选项A错误,选项B正确;在最低点时,盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力,由,解得F=3mg,选项C、D错误。
知识点:万有引力理论的成就
题型:选择题