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

【答案】

ABD

【解析】

试题分析：当将小物体放在左侧顶端时，小物体与轨道槽间没有作用力，故此时轨道槽对地面的压力最小，就等于它的重力，即Mg，故A是正确的；当小物体滑到最下端时，由机械能守恒定律可得，v²=2gR，对小物体进行受力分析并运用牛顿第二定律可得：F_N－mg=m，代入可得F_N=3mg，故小物体对轨道槽的压力也是3mg，所以轨道槽对地面的最大压力为(M＋3m)g，B也是正确的；

刚开始，小物体下滑时，轨道槽对地面的摩擦力为0，随着小物块的下滑，其速度逐渐增大，加速度也逐渐增大，故需要的外力也增大，而提供这个外力的正是摩擦力，且地面对轨道槽的摩擦力是向右的，故轨道槽对地面的摩擦力就是向左的，摩擦力会逐渐增大，但当物体滑到最底端时，重力与支持力都是沿竖直方向的，故此时摩擦力为0，当过最低点后，小物块的速度又会小，加速度也会逐渐变小，故摩擦力逐渐变小，且方向也会发生变化，因为此时加速度的方向也发生了改变，故C不对、D是正确的。

考点：摩擦力的大小与方向的判断，牛顿第二定律的应用。