如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F作用下,向右作匀速直线运动.现改变F的大小和F与水平的夹角θ,但始终使物体做匀速运动.则下列说法正确的是A.F与物体的重力的合力大小和方向都是不变的B.F与物体的重力的合力大小和方向都是变化的C.F与物体的重力的合力大小不变方向改变D.F与物体的重力的合力大小改变方向不变
网友回答
D
解析分析:分析物体的受力情况:重力、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力,根据平衡条件推论可知,F与物体的重力的合力与支持力和滑动摩擦力的合力大小相等、方向相反,根据平衡条件分析摩擦力的变化,由f=μN分析f和N的夹角,即可知道F与物体的重力的合力方向不变.
解答:物体做匀速运动时受到四个力作用:重力G、拉力F、地面的支持力N和滑动摩擦力f,根据平衡条件得知,F与物体的重力的合力与支持力和滑动摩擦力的合力大小相等、方向相反.由图,tanα==μ,可见,f与N的合力方向不变,则F与物体的重力的合力方向也保持不变.
由平衡条件得:f=Fcosθ,N+Fsinθ=G,又f=μN
联立得,F=
f=Fcosθ==
f与N的合力大小F合==
当θ变化时,可见,f与N的合力大小随之变化,则F与物体的重力的合力大小也改变.故D正确.
故选D
点评:本题关键运用数学上函数法分析F与θ的关系,再进一步根据平衡条件分析F与物体的重力的合力大小方向的变化情况.