题目内容

12.如图甲所示,在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A,其质量为M,两个底角均为30°.两个完全相同的、质量均为m的小物块P和Q恰好能沿两侧面匀速下滑.若现在对两小物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2,且F1>F2,小物块P和Q均沿两侧面向上滑行,如图乙所示,则在P和Q上滑的过程中,下列说法正确的是(  )
A.斜劈A仍保持静止
B.斜劈A对地面的压力小于Mg
C.斜劈A对地面的压力大小等于(M+m)g
D.斜劈A受到地面对它的摩擦力方向向左

分析 甲图中,三个物体都处于平衡状态,故可以对三个物体的整体受力分析,根据平衡条件判断整体与地面间的弹力和摩擦力情况;在图乙中,物体P、Q对斜劈的压力不变,摩擦力大小不变,方向相反,然后分析斜劈受力情况即可.

解答 解:A、甲图中,三个物体都处于平衡状态,故可以对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故支持力为(M+2m)g,没有摩擦力;
P与Q受到的支持力:N=mgcosθ,沿斜面向上的摩擦力:f=μN=mgsinθ=mgsin30°=0.5mg;可知开始时P与Q对A的摩擦力大小相等.
在图乙中,物体P、Q向上运动的过程中,它们对斜劈的压力不变,摩擦力的大小不变,但方向向下;由于摩擦力的大小不变,所以P对A的摩擦力与Q对A的摩擦力仍然是大小相等,如图:

根据矢量合成的特点可知,两个摩擦力的合力方向竖直向上;
P与Q对A的压力大小相等,方向如图,根据矢量合成的特点可知,两个压力的合力方向竖直向下,可知A在水平方向一定不受摩擦力,A仍然可以静止.故A正确,D错误;
B、C、斜劈A竖直方向上的受力:NA+2f′sin30°-2N′sin30°-Mg=0
联立可得:NA=Mg+mg.故B错误,C正确
故选:AC

点评 本题关键先通过整体法得到斜劈与地面间的弹力和摩擦力情况,然后根据隔离法研究斜劈.

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