题目内容

5.如图所示,一个厚度、材料均匀的薄球壳置于支点P、Q上,支点P、Q等高.在球壳的圆心O正上方有一个小孔,通过小孔向球壳内缓慢地注水,在注水(仍未满)的过程中(  )
A.球壳受到支点P的支持力方向不变
B.球壳受到支点P、Q的支持力的夹角越来越小
C.球壳受到的支持力合力不变
D.球壳受到支点P的支持力逐渐增大

分析 球壳受到的支持力的方向过支点指向球心O点,与球的重力的大小无关;受力分析后根据平衡条件列方程求解支架对球壳的作用力以及注满水后支架分别对球壳的作用力.

解答 解:AB、根据弹力的特点可知,球壳受到的支持力的方向过支点指向球心O点,与球的重力的大小无关,所以在注水的过程中球壳受到支点P的支持力方向不变.故A正确,B错误;
C、以球壳为研究对象,根据平衡条件,可知球壳所受的重力mg与支架对球壳的作用力大小相等方向相反,所以支架对球壳的作用力为mg,方向竖直向上;随着水的注入,水与球壳的重力增大,所以球壳受到的支持力合力增大.故C错误;
D、注水过程中,支架对球壳的支持力要始终垂直于过AB点球的切线,即支持力要指向球心,所以支架AB对球壳的支持力方向间的夹角一直不变,球壳受到的支持力合力增大,则球壳受到支点P点与Q点的支持力逐渐增大.故D正确.
故选:AD

点评 本题考查受力分析、平衡条件的应用以及弹力方向的判断,掌握好基础非常重要.

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