将一个半球体置于水平地面上,半球的中央有一光滑小孔,上端有一光滑的小滑轮,柔软光滑的轻绳绕过滑轮,两端分别系有质量为m1、m2的物体(两物体均可看成质点,m2悬于空中

发布时间:2020-08-08 07:12:08

将一个半球体置于水平地面上,半球的中央有一光滑小孔,上端有一光滑的小滑轮,柔软光滑的轻绳绕过滑轮,两端分别系有质量为m1、m2的物体(两物体均可看成质点,m2悬于空中)时,整个装置处于静止状态,如图所示.已知此时m1与半球的球心O的连线与水平线成530角,m1与半球面的动摩擦因数为0.5,并假设m1所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.则在整个装置处于静止的前提下,下列说法正确的是A.无论的比值如何,地面对半球体的摩擦力都不为零B.当=时,半球体对m1的摩擦力为零C.当1≤<时,半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上D.当<≤5时,半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向下

网友回答

AB
解析分析:此题是连接体问题,首先是研究对象的选取问题,其方法有两种:一是隔离法,二是整体法.当要求整体的外力时,可以将连接体当作一个整体研究;当要求解连接体内部的力时,用隔离法.

解答:A、对半球体m1、m2整体进行受力分析,只受重力和支持力一对平衡力,相对地面并无运动趋势,故不受摩擦力,故A正确;
B、若半球体对m1的摩擦力为零,对m1受力分析,如图,将重力正交分解,根据共点力平衡条件得到:
x方向:T-m1gcos53°=0
y方向:N-m1gsin53°=0
据题意:T=m2g
解得:=,故B正确;
C、当1≤<时,有m2g>m1gsin53°,即绳子的拉力大于重力的下滑分力,m2有上滑趋势,摩擦力沿切线向下,故C错误;
D、当5≥>时,有m2g<m1gsin53°,即绳子的拉力小于重力的下滑分量,m2有下滑趋势,摩擦力沿切线向上,故D错误;
故选AB.

点评:隔离法与整体法的选择,不是相互对立的,往往两种方法交叉运用,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体情况具体分析,灵活运用;无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量.
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