如图所示,质量为M的半球体放在水平地面上,质量为m的小虫子从图示位置开始沿半球体缓慢向上爬动,直到顶点,在此过程中系统保持静止.则关于小虫子和半球体的受力情况,下列说法中正确的是A.小虫子受到的摩擦力逐渐减小B.小虫子受到球面的作用力大小、方向均保持不变C.地面对半球体的弹力大于(M+m)gD.地面对半球体有向左的静摩擦力作用,但等虫子爬到最高点时,此摩擦力为零
网友回答
AB
解析分析:以小虫子为研究对象,对小虫子进行受力分析,由共点力的平衡可分析小虫子受到的摩擦力及支持力的变化.以整体为研究对象可得出地面对半球体的支持力和摩擦力;由牛顿第三定律可得出半球体受到的压力,再分析其变化.
解答:解:A、以小虫子为研究对象,对小虫子进行受力分析:受到重力mg、支持力N及摩擦力f,三力作用下处于平衡状态,合力为零,由图得知摩擦力f=mgcosθ,小虫子缓慢向上爬动过程中,θ增大,f减小.故A正确.
B、小虫子受到球面的作用力是支持力N与摩擦力f的合力,由平衡条件可知,这个作用力与重力大小相等、方向相反,保持不变.故B正确.
C、D以人和球体整体为研究对象,整体处于静止状态,竖直方向上:地面对半球面的支持力等于整体的总重力(M+m)g,而水平方向不受外力,故半球体不受地面的摩擦力;故CD错误;
故选AB
点评:本题采用整体法和隔离法处理力平衡问题,考查灵活选择研究对象的能力,正确作出力图是基础.