Question

15．如圖所示，固定的半球面右側(cè)是光滑的，左側(cè)是粗糙的，O點(diǎn)為球心，A、B為兩個(gè)完全相同的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小物塊A靜止在球面的左側(cè)，受到的摩擦力大小為F₁，對(duì)球面的壓力大小為N₁；小物塊B在水平力F₂作用下靜止在球面的右側(cè)，對(duì)球面的壓力大小為N₂，已知兩小物塊與球心連線和豎直方向的夾角均為θ，則（　�。�

• A． F₁：F₂=cos θ：1
• B． F₁：F₂=sin θ：1
• C． N₁：N₂=cos² θ：1
• D． N₁：N₂=sin² θ：1

Answer 1

分析 分別對(duì)A、B兩個(gè)相同的小物塊受力分析，由受力平衡，求得所受的彈力，再根據(jù)牛頓第三定律，可得A、B分別對(duì)球面的壓力大小之比．

解答 解：對(duì)物體A，受重力、支持力和摩擦力，將物塊A的重力沿半徑和切面方向分解，可得：F₁=mg sin θ，N₁=mg cos θ；
對(duì)物體B，受推力、重力和支持力，將物塊B的重力和F₂分別沿半徑方向和切面方向分解，由平衡條件可得：F₂ cos θ=mg sin θ，F(xiàn)₂ sin θ+mg cos θ=N₂，
解得：F₂=mg tan θ，N₂=$\frac{mg}{cosθ}$；
故有：F₁：F₂=cos θ：1，N₁：N₂=cos² θ：1；
故選：AC

點(diǎn)評(píng) 本題是共點(diǎn)力平衡問題，關(guān)鍵是受力分析；
三力平衡的基本解題方法：①力的合成、分解法：即分析物體的受力，把某兩個(gè)力進(jìn)行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構(gòu)成一對(duì)平衡力，二是把重力按實(shí)際效果進(jìn)行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對(duì)平衡力；②相似三角形法：利用矢量三角形與幾何三角形相似的關(guān)系，建立方程求解力的方法；應(yīng)用這種方法，往往能收到簡捷的效果．