Question

【题目】如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ。现将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是( )

A. 框架对小球的支持力先减小后增大

B. 拉力F的最小值为mgsinθ

C. 地面对框架的摩擦力减小

D. 框架对地面的压力始终减小

Answer 1

【答案】CD

【解析】

以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，根据平衡条件分析小球受力变化情况．再以整体为研究对象，分析框架的受力情况．

AB. 以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示。

根据几何关系可知，将F顺时针转动至竖直向上之前，支持力N逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时：F=mgcosθ.故A错误，B错误；

C. 以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力逐渐减小。故C正确；

D. 以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，框架对地面的压力也逐渐减小。故D正确。

故选：CD