题目内容

19.如图a所示,质量为m的半球体静止在倾角为θ的平板上,当θ从0缓慢增大到90°的过程中,半球体所受摩擦力Ff与θ的关系如图b所示,已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度为g,则(  )
A.O~q段图象可能是直线B.q-$\frac{π}{2}$段图象可能是直线
C.q=$\frac{π}{4}$D.p=$\frac{mg}{2}$

分析 半球体受重力、支持力和摩擦力,开始时不滑动,是静摩擦力,根据平衡条件列式求解静摩擦力表达式分析;滑动后是滑动摩擦力,根据滑动摩擦定律列式分析.

解答 解:C、半圆体在平板上恰好开始滑动的临界条件是:
mgsinθ=μmgcosθ,
故有:μ=tanθ,
解得:θ=$\frac{π}{6}$,即q=$\frac{π}{6}$,故C错误;
AB、θ在0-$\frac{π}{6}$之间时,Ff是静摩擦力,大小为mgsinθ;
θ在$\frac{π}{6}$-$\frac{π}{2}$之间时,Ff是滑动摩擦力,大小为μmgcosθ;
综合以上分析得其Ff与θ关系如图中实线所示,故A、B错误;
D、当θ=$\frac{π}{6}$时,Ff=mgsin$\frac{π}{6}=\frac{mg}{2}$,即p=$\frac{mg}{2}$,故D正确.

故选:D

点评 本题关键是受力分析后要能够区分是滑动摩擦力还是静摩擦力,然后结合平衡条件和滑动摩擦定律列式分析,基础题目.

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