问题 选择题

如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面上,小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点,在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态.下列说法中正确的是(  )

A.半圆柱体对小物块的支持力变大

B.外力F先变小后变大

C.地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小

D.地面对半圆柱体的支持力变大

答案

A、B、对小滑块受力分析,受到重力、支持力和拉力,如图

根据共点力平衡条件,有

N=mgcosθ

F=mgsinθ

由于θ越来越大,故支持力N变小,拉力F变大,故A错误,B也错误;

C、D、对半圆柱体受力分析,受到压力N,地面支持力N′,重力Mg,地面的静摩擦力f,如图

根据共点力平衡条件,有

Nsinθ=f

Mg+Ncosθ=N′

解得

f=mgsinθcosθ=

1
2
mgsin2θ

N′=Mg+mgcos2θ=Mg+mg(

1+cos2θ
2

由于θ越来越大,故静摩擦力f先变大后变小,支持力先变小后变大,故C正确,D错误;

故选C.

单项选择题
问答题