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如图,轻杆的一端紧固一光滑球体,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α,开始时轻杆与竖直方向的夹角β<α,且α+β<90°,则为使斜
题目详情
如图,轻杆的一端紧固一光滑球体,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α,开始时轻杆与竖直方向的夹角β<α,且α+β<90°,则为使斜面能在光滑地面上向右作匀速直线运动,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T的大小变化情况是( )
A. F逐渐增大,T逐渐减小
B. F逐渐减小,T逐渐增大
C. F逐渐增大,T先减小后增大
D. F逐渐减小,T先减小后增大
A. F逐渐增大,T逐渐减小
B. F逐渐减小,T逐渐增大
C. F逐渐增大,T先减小后增大
D. F逐渐减小,T先减小后增大
▼优质解答
答案和解析
对小球受力分析,受到重力mg、支持力N和干的支持力T,如图
根据共点力平衡条件,有
=
=
解得
N=
mg
T=
mg ①
对斜面体受力分析,受到推力F、重力Mg、支持力FN和压力N,如图
根据共点力平衡条件,有
Nsinα=F
Mg+Ncosα=FN
解得
F=Nsinα=
mg=
②
故随着β的增大,α+β逐渐增大,先小于90°后大于90°,故T先减小后增加,F逐渐增大;
故选C.
根据共点力平衡条件,有
N |
sinβ |
T |
sinα |
mg |
sin(α+β) |
解得
N=
sinβ |
sin(α+β) |
T=
sinα |
sin(α+β) |
对斜面体受力分析,受到推力F、重力Mg、支持力FN和压力N,如图
根据共点力平衡条件,有
Nsinα=F
Mg+Ncosα=FN
解得
F=Nsinα=
sinα |
sinα•cotβ+cosα |
mg |
cotβ+cotα |
故随着β的增大,α+β逐渐增大,先小于90°后大于90°,故T先减小后增加,F逐渐增大;
故选C.
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