Question

如图所示，质量为M的半圆形轨道槽放置在水平地面上，槽内壁光滑．质量为m的小物体从槽的左侧顶端由静止开始下滑到右侧最高点的过程中，轨道槽始终静止，则该过程中 ( )

A．轨道槽对地面的最小压力为Mg

B．轨道槽对地面的最大压力为(M＋3m)g

C．轨道槽对地面的摩擦力先增大后减小

D．轨道槽对地面的摩擦力方向先向左后向右

Answer 1

ABD

【解析】

试题分析：小物体开始下滑时对轨道槽的作用力为0，轨道槽只受到重力和地面的弹力作用，两者相平衡，故地面受到的压力大小为Mg，随后压力将增大故A正确；当小物体运动到轨道槽底部时，由于只有重力对小物体做功由机械能守恒有①，则小物体的向心力为②，联立①②可得，则小物体对轨道槽的压力为，轨道槽对地面的最大压力为(M＋3m)g，故B正确；将小物体与轨道槽视为系统，小物体下滑在左边时系统在水平方向有向右的动量，故系统在水平方向受到摩擦力向右的冲量，即地面对轨道的摩擦力向右，同理小物体滑动在右边时系统在水平方向受到有摩擦力向左的冲量，即地面对轨道的摩擦力向左，由于作用力与反作用力大小相等方向相反，轨道对地面的摩擦力方向先向左后向右，故D正确；由前述可知小物体在左右两段运动时动量的变化量相同，即冲量大小相同，由于两段运动的时间相同，故摩擦力大小相同，故C错误。

考点：本题考查了机械能守恒、向心力、动量、冲量、摩擦力等概念