题目内容

12.如图所示,质量为m的光滑小球被细绳拴住,静止在倾角为θ的固定斜面上,现将细绳由水平方向缓慢转到与斜面平行的位置,在此过程中,细绳和斜面对小球的弹力变化情况是(  )
A.细绳对小球的力一直变小,在水平放置时最大
B.斜面对小球的弹力先变小后变大
C.斜面对小球的弹力一直减小,最小值为零
D.斜面对小球的弹力一直减小,细绳与斜面平行时,斜面对小球的弹力最小

分析 对球受力分析,受重力、支持力、拉力,其中重力大小方向都不变,支持力方向不变、大小变,拉力大小与方向都变,可用作图法分析.

解答 解:以小球为研究对象,小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力,三力平衡,根据平衡条件得知拉力与支持力的合力与重力mg大小相等,方向相反,保持不变.作出三个位置拉力与支持力的合成的示意图,

通过力图可以看出当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,拉力F先变小后变大,支持力N一直变小,最后绳子的拉力趋向为0,但不可能达到0.所以只有B正确.
故选:B

点评 这类问题的特点是:一个物体受三个共点力作用而平衡,其中有一个力是恒定的(大小、方向均不变,一般多为物体的重力G);另一个力的方向(或大小)始终不变(支持力),第三个力(拉力)大小和方向都可能变化.当第三个力与第二个力垂直时,第三个力最小值.找出了这一规律,运用作图法(或计算法)求解都比较方便了.
同时要注意,只有在绳子到达竖直方向时,斜面对小球的作用力才是0.

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