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精英家教网如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,将物块Q单独放在斜面上时,Q处于静止状态.将两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,Q放在斜面上时,P、Q处于静上状态.现在用竖直向下的恒力推Q,则(  )
分析:1、分没有施加竖直向下的力F和施加了竖直向下的力F两种情况对Q正确的受力分析,然后将各个力分解到沿斜面方向和垂直斜面方向上,然后由沿斜面方向上力的平衡条件来判断.
2、由于施加的力F是竖直向下的,可等效为Q重力增加了F.故可以依照分解斜面上物体重力的方法分解F.
解答:解:A、Q和P连接上后,若P的重力大于Q的重力沿斜面向下的分力,则Q受到的摩擦力沿斜面向下,大小为f=mpg-mQgsinα,若此时加上F,则摩擦力变为f'=mpg-mQgsinα-Fsinα,此时Q受到的摩擦力变小;
若P的重力小于Q的重力沿斜面向下的分力,则Q受到的摩擦力沿斜面向上,大小为f=mQgsinα-mpg,加上力F后摩擦力变为f′=Fsinα+mQgsinα-mpg,此时Q收到的摩擦力变大.故A错误.
B、Q和P连接上后,若P的重力大于Q的重力沿斜面向下的分力,则Q受到的摩擦力沿斜面向下,大小为:f=mpg-mQgsinα,若此时加上F,则摩擦力变为f'=mpg-mQgsinα-Fsinα,此时Q受到的摩擦力变小;故B错误.
C、没加F时,由于物体Q处于静止状态,故合力为0;加上力F后,因为力F方向竖直向下,相当于Q重力增加,故物体仍处于静止,合力为仍为0.故C错误.
由于Q始终处于静止状态,故轻绳上的拉力始终就是P的重力.故D正确.
故选D.
点评:该题较难,解决该题的关键是正确地分析物体的受力,并正确的进行正交分解,根据P的重力的大小分情况讨论.
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