题目内容

【题目】如图,表面光滑的半球体固定在水平面上,O 为球心,一质量为m的小物体在拉力 F 的作用下,缓慢地沿球面向上运动一小段距离,在物块运动过程中 F 始终沿球面的切线方向,如图所示.求 以下问题:

(1)当图中θ为30°时,球面对物块的弹力FN和拉力F分别为多大?
(2)在运动过程中这两个力的大小如何变化?

【答案】
(1)解:对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,如图,

设支持力与水平方向的夹角为θ,根据共点力平衡条件,有:

支持力:FN=mgsinθ=

拉力:F=mgcosθ=

答:当图中θ为30°时,球面对物块的弹力为 ,拉力为


(2)解:根据表达式可知,当物体向上移动时,θ变大,故FN增大,F减小.

答:在运动过程中FN增大,F减小.


【解析】对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值,再进行分析讨论.

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