题目内容

9.一个倾角为θ(0°<θ<90°)的光滑斜面固定在竖直的光滑墙壁上,一铁球在一水平推力F作用下静止于墙壁与斜面之间,如图所示,已知球的半径为R,球的重力为G,推力F的作用线过球心,则下列判断正确的是(  )
A.推力F增大,斜面对球的支持力一定增大
B.斜面对球的支持力一定大于球的重力
C.推力F的最小值等于G•cotθ
D.推力F增大,地面对斜面的支持力增大

分析 由题意可知,小球处于平衡状态;则可知小球所受各力的合力为零;对小球进行受力分析,小球受重力、推力、竖直墙的支持力及斜面对小球的支持力;可采用分解法将斜面支持力向水平方向和竖直方向分解,分别列出水平和竖直方向上的平衡方程,即可得出各力的大小关系.

解答 解:A、B、C、对球受力分析,如图

根据共点力平衡条件,有
N1+N2sinθ=F
N2cosθ-mg=0
解得
N1=F-mgtanθ≥0,故推力的最小值为mgtanθ; N2=$\frac{mg}{cosθ}$>mg,即斜面对球的压力一定大于G且与推力无关,即推力变化时,压力不变,故AC错误,B正确;
D、对整体分析可知,由于整体竖直方向不受外力,故整体受地面的支持力不变,故D错误;
故选:B.

点评 在解答平衡类的问题时,要注意准确的进行受力分析;而物体处于平衡状态时物体所受合力为零,若力为三个一般采用合成的方式,若力为三个以上,一般采用正交分解的方式,列出平衡方程即可求解.

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