题目内容

11.重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间,平板B与底座C右端的铰链相连,左端由液压器调节高度,以改变平板B与水平底座C间的夹角θ,B、C及D总重力也为G,底座C与水平地面间动摩擦因数为μ(0.5<μ<1),平板B的上表面及墙壁是光滑的.底座C与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是(  )
A.C与地面间的摩擦力总等于2μG不变
B.θ角增大时,地面对C的摩擦力总增大
C.要保持底座C静止不动,应满足tan θ>2μ
D.若保持θ=45°不变,圆柱体重力增大△G,仍要保持底座C静止,则△G的最大值△Gm=$\frac{2μ-1}{1-μ}$G

分析 对A进行受力分析,根据平衡条件表示出A受到的支持力,对B、C及D整体进行受力分析,根据平衡条件表示出C受到的摩擦力.

解答 解:A、对A进行受力分析,如图1所示:
根据平衡条件得:N=$\frac{G}{cosθ}$,
对B、C及D整体进行受力分析,如图2所示,
当B、C及D整体静止时,摩擦力f=Nsinθ=Gtanθ,当θ角增大时,地面对C的摩擦力增大,当摩擦力超过最大静摩擦力后,变为滑动摩擦力,此时f滑=2μG,故AB错误;
C、要保持底座C静止不动,则f≤f滑,即Gtanθ≤2μG,
解得:tanθ≤2μ,故C错误;
D、若保持θ=45°不变,圆柱体的重力增大△Gm,
则N′=$\sqrt{2}$(G+△Gm),
底座C受到的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力,保持底座C静止,
根据平衡条件得:$\frac{\sqrt{2}}{2}N′=μ(G+\frac{\sqrt{2}}{2}N′)$,
解得:△Gm=$\frac{2μ-1}{1-μ}$G.故D正确;
故选:D.

点评 分析物体受到的摩擦力的大小,首先要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的.注意整体法和隔离法的应用.

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