题目内容
(2009?徐汇区二模)如图所示,斜面上固定有一与斜面垂直的挡板,另有一截面为
圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上,半径与甲相等的光滑球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态.现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向向下移动,移动过程中甲、乙始终保持平衡.设乙对挡板的压力大小为F1,甲对斜面的压力大小为F2,在此过1.3.5程中( )
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分析:先以整体为研究对象求出甲对斜面的支持力,从而分析甲对斜面的压力F2的变化;以乙为研究对象求出乙所受的挡板的支持力,从而求出乙对挡板的压力.以物体乙为研究对象,沿斜面方向有F1=m2gsinθ+FNsinα,
垂直斜面方向有FNcosα=m2gcosθ.
垂直斜面方向有FNcosα=m2gcosθ.
解答:解:以整体为研究对象则有甲对斜面的支持力F支=(m1+m2)gcosθ,保持不变.
根据牛顿第三定律可知F2=F支=(m1+m2)gcosθ,保持不变.
以物体乙为研究对象,受力情况如图所示,
则有垂直斜面方向有FNcosα=m2gcosθ
沿斜面方向有F乙=m2gsinθ+FNsinα
由于α逐渐减小,则FN逐渐减小,所以F乙逐渐减小.
根据牛顿第三定律可知F1=F乙,故F1逐渐减小.
所以F1逐渐减小,F2不变
故选D.
根据牛顿第三定律可知F2=F支=(m1+m2)gcosθ,保持不变.
以物体乙为研究对象,受力情况如图所示,
则有垂直斜面方向有FNcosα=m2gcosθ
沿斜面方向有F乙=m2gsinθ+FNsinα
由于α逐渐减小,则FN逐渐减小,所以F乙逐渐减小.
根据牛顿第三定律可知F1=F乙,故F1逐渐减小.
所以F1逐渐减小,F2不变
故选D.
点评:求外界对系统的作用最好采用整体法,而求各部分之间的相互作用应该采用隔离法.千万不要忘记根据牛顿第三定律求研究对象对其它物体的作用力.
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