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與圓心O的連線與水平面的夾角為θ。現(xiàn)將力F在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛�地轉(zhuǎn)過(guò)90°，框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是( )

A. 框架對(duì)小球的支持力先減小后增大

B. 拉力F的最小值為mgsinθ

C. 地面對(duì)框架的摩擦力減小

D. 框架對(duì)地面的壓力始終減小

Answer 1

【答案】CD

【解析】

以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況，作出受力示意力圖，根據(jù)平衡條件分析小球受力變化情況．再以整體為研究對(duì)象，分析框架的受力情況．

AB. 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。

根據(jù)幾何關(guān)系可知，將F順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直向上之前，支持力N逐漸減小，F(xiàn)先減小后增大，當(dāng)F的方向沿圓的切線方向向上時(shí)，F(xiàn)最小，此時(shí)：F=mgcosθ.故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；

C. 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；由圖可知，F(xiàn)在順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)沿水平方向的分力逐漸減小，所以地面對(duì)框架的摩擦力逐漸減小。故C正確；

D. 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；由圖可知，F(xiàn)在順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)沿豎直方向的分力逐漸增大，所以地面對(duì)框架的支持力逐漸減小，根據(jù)牛頓第三定律可知，框架對(duì)地面的壓力也逐漸減小。故D正確。

故選：CD