题目内容

3.如图所示,一个重为G的均匀球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态,已知挡板与斜面的夹角为β,并且α<β<90°,若以挡板与斜面接触处为轴,缓慢逆时针转动挡板,则下列说法正确的是(  )
A.球对斜面的压力一直减小B.球对斜面的压力先减小后增加
C.球对挡板的压力一直减小D.球对挡板的压力先减小后增加

分析 以球为研究对象,对其受力分析,根据共点力平衡条件,运用图解法,由几何关系分析挡板和斜面对球的支持力的变化,即可确定球对挡板压力大小和球对斜面的压力大小如何变化.

解答 解:以小球为研究对象,对其受力分析,如图所示,受重力G、挡板对球的弹力F1和斜面对球的弹力F2
小球一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故F1和F2合成的合力F一定与重力G等值、反向、共线.
从图中可以看出,当挡板逆时针缓慢转动过程中,F1先变小,后变大,F2变大,即球对斜面的压力一直增大,球对挡板的压力先减小后增加,故D正确,ABC错误;
故选:D

点评 本题为力学的动态分析问题,受力分析后,关键要找出大小、方向均不变的力,还要找出方向不变的力,然后结合共点力平衡条件和平行四边形定则求解.

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