Question

【題目】如圖所示，半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，P和半圓圓心O的連線與水平面的夾角為，重力加速度為g。現(xiàn)將力F在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針方向緩慢地轉(zhuǎn)過90°，框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則在此過程中，下列說法正確的是（　　）

A.框架對(duì)小球的支持力先減小后增大

B.框架對(duì)地面的壓力先減小后增大

C.地面對(duì)框架的摩擦力先減小后增大

D.拉力F的值先減小后增大

Answer 1

【答案】D

【解析】

AD．以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況，作出受力示意力圖，如圖所示

框架與小球始終保持靜止，根據(jù)幾何關(guān)系可知，當(dāng)F順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直向上之前，支持力逐漸減小，F先減小后增大，故A錯(cuò)誤，D正確；

BC．以框架與小球組成的整體為研究對(duì)象，整體受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；設(shè)F在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中與水平面的夾角為α，小球質(zhì)量為m，框架質(zhì)量為M，根據(jù)平衡有

當(dāng)F轉(zhuǎn)動(dòng)過程中α增大，故可知地面對(duì)框架的摩擦力始終在減小，地面對(duì)框架的支持力始終在減小，根據(jù)牛頓第三定律可知框架對(duì)地面的壓力始終減小，故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤。

故選D。