题目内容
3.如图所示,有一木块沿半球形碗边缘下滑,假设由于摩擦力的作用,使得木块下滑的速率不变,则在下滑过程中( )A. | 木块的加速度为零 | |
B. | 木块所受合力不变 | |
C. | 木块对碗的压力大小不变,方向不断改变 | |
D. | 在碗底木块对碗的压力最大 |
分析 合外力,向心力、加速度等物理均属于矢量,分清木块沿碗边缘下滑过程每一时刻的受力情况,并能列出相应的向心力公式,认真分析便可解答此题.
解答 解:A、木块做匀速圆周运动,向心力不为零,加速度不为零,故A选项错误;
B、木块做匀速圆周运动,合外力提供向心力,虽然合外力的大小不变,但方向时刻改变,木块所受的合外力时刻改变,故B选项错误;
C、设重力方向与切线方向的夹角为α,碗受到的支持力为N,则$N-mgsinθ=\frac{{mv}^{2}}{R}$,$N=mgsinα+\frac{{mv}^{2}}{R}$,碗匀速下滑过程中,α不断增大,支持力不断增大,而压力等于支持力,所以木块对碗的压力也不断增大,故C选项错误;
D、木块到达碗底时,α=90°,所以在碗底木块对碗的压力$N=mgsinα+\frac{{mv}^{2}}{R}=mg+\frac{{mv}^{2}}{R}$最大,故D选项正确.
故选:D.
点评 本题考查了圆周运动的有关知识,正确受力分析,紧紧抓住是合外力提供向心力,并应用向心力公式分析即可解答.
练习册系列答案
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