Question

在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態．現對B加一豎直向下的力F，F的作用線通過球心，設墻對B的作用力為F₁，B對A的作用力為F₂，地面對A的作用力為F₃．若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中（　　）

• A、F₁緩慢增大，F₃緩慢增大
• B、F₁緩慢增大，F₃保持不變
• C、F₂保持不變，F₃緩慢增大
• D、F₂緩慢增大，F₃保持不變

Answer 1

分析：先以B球為研究對象，分析受力，根據平衡條件分析墻對B的作用力F₁、A對B的作用力F₂的變化，再以整體為研究對象，分析受力，由平衡條件分析地面對A的支持力和摩擦力的變化，判斷地面對A的作用力為F₃的變化情況．

解答：解：以B球為研究對象，受力如圖，由平衡條件得：
墻對B的作用力 F₁=（F+G_B）tanα，當F增大時，F₁緩慢增大．
A對B的作用力 F₂=F₁sinα，F₁緩慢增大，則F₂緩慢增大．
再以整體為研究對象，受力如圖．則有
地面對A的支持力 N=G_A+G_B+F，則N緩慢增大．
地面對A的摩擦力f=F₁，則地面對A的摩擦力f，地面對A的作用力為F₃是N和f的合力，所以F₃緩慢增大．
故選：A

點評：本題采用隔離法和整體法結合處理的，也可以就運用隔離法研究，分析受力情況是解答的基礎．