半圆柱体P放在粗糙的水平面上,有一挡板MN,延长线总是过半圆柱体的轴心O,但挡板与半圆柱不接触,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动,在MN到达水平位置前,发现P始终保持静止,在此过程中,下列说法中正确的是(  )A. MN对Q的弹力逐渐增大B. P、Q间的弹力先减小后增大C. 地面对P的弹力逐渐增大D. Q所受的合力逐渐增大

问题描述:

半圆柱体P放在粗糙的水平面上,有一挡板MN,延长线总是过半圆柱体的轴心O,但挡板与半圆柱不接触,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动,在MN到达水平位置前,发现P始终保持静止,在此过程中,下列说法中正确的是(  )
A. MN对Q的弹力逐渐增大
B. P、Q间的弹力先减小后增大
C. 地面对P的弹力逐渐增大
D. Q所受的合力逐渐增大

A、B以小圆柱体Q为研究对象,分析受力情况,作出受力示意力图,如图1所示.
由平衡条件得:

F1
sinβ
=
F2
sinα
=
mg
sin(180°−α−β)

根据几何关系可知:α+β不变,分析可知,α减小,β增大,
MN对Q的弹力F1增大,P对Q的弹力F2减小.故A正确,B错误.
C、对P研究,作出受力如图2,地面对P的弹力N=Mg+F2sinα,F2减小,α减小,所以N减小.故C错误.
D、Q缓慢移动,所受的合力保持为零,不变.故D错误.
故选A
答案解析:以小圆柱体Q为研究对象,分析受力情况,作出受力示意力图,根据平衡条件分析MN对Q的弹力和半圆柱体P对Q的弹力变化情况.再对P研究,由平衡条件判断地面对P的弹力如何变化.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
知识点:本题采用隔离法研究动态平衡问题,分析受力,作出力图是关键.