如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )A. N1始终减小,N2始终增大B. N1始终减小,N2始终减小C. N1先增大后减小,N2始终减小D. N1先增大后减小,N2先减小后增大
问题描述:
如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )
A. N1始终减小,N2始终增大
B. N1始终减小,N2始终减小
C. N1先增大后减小,N2始终减小
D. N1先增大后减小,N2先减小后增大
答
以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力N1′和木板的支持力N2′.根据牛顿第三定律得知,N1=N1′,N2=N2′.
根据平衡条件得:N1′=Gcotθ,N2′=
G sinθ
将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,θ增大,cotθ减小,sinθ增大,则N1′和N2′都始终减小,故N1和N2都始终减小.
故选B
答案解析:以小球为研究对象,分析受力情况:重力、木板的支持力和墙壁的支持力,根据牛顿第三定律得知,墙面和木板对球的压力大小分别等于球对墙面和木板的支持力大小,根据平衡条件得到两个支持力与θ的关系,再分析其变化情况.
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:本题运用函数法研究动态平衡问题,也可以运用图解法直观反映力的变化情况.