题目内容

18.如图所示,OC为一遵循胡克定律的弹性轻绳,其一端固定于天花板上的O点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,当绳OC处于竖直位置时,滑块A对地面有压力作用,B为紧挨绳的一固定不动的光滑水平小钉,它到天花板的距离BO等于弹性绳OC的自然长度,现有一个水平力F作用于滑块A,使之在地面上的右方做直线运动,在运动过程中,作用于滑块A的滑动摩擦力(绳一直处在弹性限度以内)(  )
A.逐渐增大B.一直减小C.保持不变D.先增大,后减小

分析 先对滑块在A点时受力分析,由竖直方向上合力为零可得出重力、支持力、弹性绳弹力三者关系,再对滑块在任意位置受力分析,由竖直方向受到的合力为零,得出重力、支持力、弹性绳弹力三者关系,然后结合较好知识,可得出支持力不变的结论,从而摩擦力也不变.

解答 解:滑块在A点时,受到向下的重力mg、地面的支持力FN、绳子的拉力F=kxAB,且有mg=kxAB+FN,解得FN=mg-kxAB
当滑块运动到图示位置C时(设弹性绳与竖直方向夹角为θ),受力分析如图所示:

由滑块在竖直方向受到的合力为零可得:mg=F′N+kxBCcosθ,由图可知xBCcosθ=xAB,解F′N=FN,即滑块受到地面的弹力不变,由f=μFN知,作用于A的摩擦力不变,所以C正确ABD错误.
故选:C.

点评 解题的关键是对滑块在A点和任意位置受力分析,根据竖直方向上合力为零即可求解.

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