题目内容

14.如图所示,质量为m的小物体静止在半径为R的半球体上,它与半球体间的动摩擦因数为μ,它与球心连线跟水平地面的夹角为θ,则(  )
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B.小物体所受摩擦力大小mgcosθ
C.小物体所受摩擦力大小μmgsinθ
D.小物体对半球体的压力大小为mgcosθ

分析 以小物体和半球体整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求解地面对半球体的摩擦力.再以小物体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求解半球体对小物体的支持力和摩擦力,再由牛顿第三定律求解小物体对半球体的压力.

解答 解:
A、设半球体的质量为M.以小物体和半球体组成的整体为研究对象,分析受力情况如图1,根据平衡条件得知,地面对半球体的摩擦力为零.否则整体的合力不为零,破坏了平衡状态,与题矛盾.故A错误.
BCD以小物体为研究对象,分析受力如图2所示,根据平衡条件得
半球体对小物体的支持力为:N2=mgsinθ
摩擦力为:f2=mgcosθ:
根据牛顿第三定律得知,小物体对半球体的压力大小为mgsinθ.故B、D错误,C正确.
故选:C

点评 本题采用整体法和隔离法处理两个物体的平衡问题,要注意题中θ与斜面的倾角不同,公式f=μN不能直接用来求静摩擦力(除最大静摩擦力外).

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