Question

16．如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（　　）

• A． 受到向心力为mg+m$\frac{{v}^{2}}{R}$
• B． 受到的摩擦力为μm（g+$\frac{{v}^{2}}{R}$）
• C． 受到的摩擦力为μmg$\frac{{v}^{2}}{R}$
• D． 受到的合力方向竖直向上

Answer 1

分析 物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为R，向心力为F_n=$m\frac{{v}^{2}}{R}$，此时由重力和支持力提供向心力．根据牛顿第二定律求出支持力，由公式f=μN求出摩擦力．

解答 解：A、物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为R，向心力为F_n=$m\frac{{v}^{2}}{R}$，故A错误．
B、根据牛顿第二定律得N-mg=$m\frac{{v}^{2}}{R}$，得到金属球壳对小球的支持力N=m（g+$\frac{{v}^{2}}{R}$），由牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大小N′=m（g+$\frac{{v}^{2}}{R}$）．故C错误．
物体在最低点时，受到的摩擦力为f=μN=μm（g+$\frac{{v}^{2}}{R}$）．故B正确，C错误；
D、物块竖直方向合力向上，还受到水平方向的摩擦力，所以合力不是竖直向上，故D错误．
故选：B

点评 本题是变速圆周运动动力学问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源．对于变速圆周运动，由指向圆心的合力提供向心力．