问题 多选题

将一个半球体置于水平地面上,半球的中央有一光滑小孔,上端有一光滑的小滑轮,柔软光滑的轻绳绕过滑轮,两端分别系有质量为m1、m2的物体(两物体均可看成质点,m2悬于空中)时,整个装置处于静止状态,如图所示.已知此时m1与半球的球心O的连线与水平线成530角,m1与半球面的动摩擦因数为0.5,并假设m1所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.则在整个装置处于静止的前提下,下列说法正确的是(  )

A.无论

m1
m2
的比值如何,地面对半球体的摩擦力都不为零

B.当

m1
m2
=
5
3
时,半球体对m1的摩擦力为零

C.当1≤

m1
m2
5
3
时,半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上

D.当

5
3<
m1
m2
≤5时,半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向下

答案

A、对半球体m1、m2整体进行受力分析,只受重力和支持力一对平衡力,相对地面并无运动趋势,故不受摩擦力,故A正确;

B、若半球体对m1的摩擦力为零,对m1受力分析,如图,将重力正交分解,根据共点力平衡条件得到:

x方向:T-m1gcos53°=0

y方向:N-m1gsin53°=0

据题意:T=m2g

解得:

m1
m2
=
5
3
,故B正确;

C、当1≤

m1
m2
5
3
时,有m2g>m1gsin53°,即绳子的拉力大于重力的下滑分力,m2有上滑趋势,摩擦力沿切线向下,故C错误;

D、当5≥

m1
m2
5
3
时,有m2g<m1gsin53°,即绳子的拉力小于重力的下滑分量,m2有下滑趋势,摩擦力沿切线向上,故D错误;

故选AB.

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单项选择题 A1/A2型题