Question

如图，光滑小球置于正方体盒子中，盒子的边长略大于小球的直径。此盒子在机械装置（未画出）带动下在竖直平面内做匀速圆周运动。图中所示a位置为竖直方向上的最高点，b位置与圆心O的连线与Oa垂直。关于小球与盒子内壁的相互作用情况，下列说法正确的是

A．盒子运动到a点时，盒子上壁与小球之间一定没有作用力

B．盒子运动到b点时，盒子右壁与小球之间一定没有作用力

C．盒子运动到a点时，盒子左壁和右壁与小球间的作用力大小一定不等

D．盒子运动到b点时，盒子上壁和下壁与小球间的作用力大小一定不等

Answer

D

【解析】

试题分析：盒子运动到点时，根据得，，当，盒子上下两壁对小球没有作用力，若，盒子的上壁对小球有作用力，若，盒子的下壁对小球有作用力，水平方向上不受力，则盒子的左右两壁对小球没有作用力，故A错误，C错误；当盒子运动到b点时，由于竖直方向上合力为零，可知小球受重力和支持力平衡，盒子下壁对小球有作用力，上壁对小球没有作用力，靠右壁对小球的弹力提供向心力，故B错误，D正确。

考点：向心力、牛顿第二定律

【名师点睛】小球在最高点时盒子与小球之间的作用力的方向可以向上，也可以向下，根据牛顿第二定律结合匀速圆周运动的速度分析即可；在与圆心等高的位置时，根据牛顿第二定律分析盒子与小球之间的作用力。