Question

【題目】如圖所示，半圓形線框豎直放置在粗糙的水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球P在水平外力F的作用下處于靜止狀態(tài)P與圓心O的連線與水平面的夾角為將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，框架與小球始終保持靜止狀態(tài)，在此過程中下列說法正確的是

A. 拉力F一直增大

B. 拉力F的最小值為

C. 框架對地面的壓力始終在減小

D. 地面對框架的摩擦力先増大后減小

Answer 1

【答案】C

【解析】

首先對球分析，受重力、拉力和支持力而平衡，根據(jù)平衡條件并結(jié)合圖示法分析拉力的變化情況；再對球和框整體分析，受拉力、重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件分析支持力和摩擦力變化情況，再根據(jù)牛頓第三定律得到壓力的變化情況．

對球受力分析，如圖所示：

從圖看出，將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，拉力先減小后增加，當拉力與支持力垂直時最小，為mgcosθ，故AB錯誤；再分析球和框整體，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如果將上圖中的拉力F沿著水平和豎直方向正交分解，再將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°過程中，其水平分力減小、而豎直分力增加，根據(jù)平衡條件可知，支持力減小、摩擦力也減小，根據(jù)牛頓第三定律，對地面的壓力減小，故C正確，D錯誤；故選C。