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如右图所示,轻杆的一端固定一光滑球体,杆的另一端O为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上.若杆与墙面的夹角为β,斜面倾角为θ,开始时轻杆与竖直方向的夹角β<

题目详情

如右图所示,轻杆的一端固定一光滑球体,杆的另一端 O 为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上.若杆与墙面的夹角为 β ,斜面倾角为 θ ,开始时轻杆与竖直方向的夹角 β < θ . 且 θ β <90 °,则为使斜面能在光滑水平面上向右做匀速直线运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力 F 的大小及轻杆受力 FT 和地面对斜面的支持力 F N 的大小变化情况是 (    )

A . F 逐渐增大, FT 逐渐减小, F N 逐渐减小

B . F 逐渐减小, FT 逐渐减小, F N 逐渐增大

C . F 逐渐增大, FT 先减小后增大, F N 逐渐增大

D . F 逐渐减小, FT 先减小后增大, F N 逐渐减小

▼优质解答
答案和解析

解析: 利用矢量三角形法对球体进行分析如图甲所示,可知 F T 是先减小后增大,根据牛顿第三定律, F T 先减小后增大.斜面对球的支持力 F ′ N 逐渐增大.对斜面受力分析如图乙所示,可知 F F ″ Nsin θ ;因为 F ″ N = F ′ N( 作用力反作用力 ) , F ′ N 逐渐增大,所以 F ″ N 逐渐增大, F 逐渐增大,水平面对斜面的支持力 F N = G F ″ N · cos θ ,故 F N 逐渐增大.

答案:  C