学案26努力攻克计算题
解析 (1)设此时盒子的运动周期为T0,因为在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,因此小球仅受重力作用,而且此时只有重力提供小球做匀速圆周运动的向心力.根据牛顿运动定律得:mg=m ,v= ,解得:T0=2π(2)设此时盒子的运动周期为T,则此时小球的向心加速度为:an= R由第(1)问知向心加速度:a=g= R且T=可得an=4g
设小球受盒子右侧面的作用力为F,受上侧面的作用力为FN,根据牛顿运动定律知在水平方向上,盒子右侧面的作用力此时提供向心力,有F=man即F=4mg在竖直方向上,正好处于圆周的切线方向,因为是匀速圆周运动,所以该方向上合外力为零,有FN+mg=0即FN=-mg.因为F为正值、FN为负值,所以小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力,大小分别为4mg和mg. 答案 见解析


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