两光滑平板OM、ON构成一具有固定夹角θ0=75°的V形槽,一球置于槽内,用θ表示ON板与水平面之间的夹角,如图所示.调节ON板与水平面之间夹角θ,使球对板ON压力的

发布时间:2020-08-07 07:24:22

两光滑平板OM、ON构成一具有固定夹角θ0=75°的V形槽,一球置于槽内,用θ表示ON板与水平面之间的夹角,如图所示.调节ON板与水平面之间夹角θ,使球对板ON压力的大小正好等于球所受重力的大小,则在下列给出的数值中符合条件的夹角θ值是A.15°B.30°C.45°D.60°

网友回答

B
解析分析:对球进行受力分析,根据力的合成和共点力平衡条件得出各力间的关系.根据题目中已知条件和几何关系求出θ值.


解答:对球受力分析如下图所示:
球受重力mg、挡板MO的支持力FM和挡板NO的支持力FN三个力的作用,
根据题意知,挡板NO的支持力FN等于球的重力mg,即FN=mg.球静止,所以球所受的三个力的合力为零,
三个力的合力为零,则其中任意两个力的合力必定与第三个力构成平衡力,
图中所示的FN与FM的合力F′与重力mg构成平衡力,即F′=mg,所以力的三角形O′FNF′是等腰三角形,
根据几何关系和已知条件得:φ=①
对于四边形OM′O′N′有:∠M′O′N′+θ0=180°
即φ+θ+θ0=180° ②
解方程①②得:+θ+75°=180°,
所以θ=30°.
故选B.


点评:通过受力分析和共点力平衡条件组成几何图形,本题关键能根据几何关系求出θ.
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