问题
选择题
在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,光滑圆球B放在A与竖直墙之间处于静止状态.现对B施加作用线通过球心竖直向下缓慢增大的力F,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.整个装置仍保持静止,如图所示,在此过程中( )
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
答案
以B球为研究对象,受力如图,由平衡条件得到
墙对B的作用力F1=(F+GB)tanα,当F增大时,F1缓慢增大.
A对B的作用力F2=F1sinα,F1缓慢增大,则F2缓慢增大.
再以整体为研究对象,受力如图.则有
地面对A的支持力N=GA+GB+F,则N缓慢增大.
地面对A的摩擦力f=F1,则地面对A的摩擦力f,地面对A的作用力为F3是N和f的合力,所以F3缓慢增大.
故选C