如圖所示,在楔形木塊的斜面與豎直墻間靜止著一個鐵球,鐵球與斜面及墻間摩擦不計,楔形木塊置于粗糙水平面上,斜面傾角為θ,球半徑為R,球與斜面接觸點為A,現(xiàn)對鐵球再施加一個水平向左的壓力F,F(xiàn)的作用線通過球心O,若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,在此過程中( 。
分析:以鐵球為研究對象,分析受力,作出受力圖,根據(jù)平衡條件分析豎直墻對鐵球的作用力與水平外力F的關系,研究斜面對鐵球的作用力的變化.再以斜面為研究對象,分析斜面對地面的摩擦力的變化.
解答:解:A、B、D、以鐵球為研究對象,受重力、推力、斜面的支持力和墻壁的支持力,如圖所示:

根據(jù)平衡條件得知:
水平方向:F+N1sinθ=N2
豎直方向:N1cosθ=mg
解得:N1=
mg
cosθ
               ①
N2=F+N1sinθ=F+mgtanθ        ②
由①式,當F增加時,斜面對鐵球的作用力不變,故AB均錯誤;
由②式,N2=F+N1sinθ>F,即豎直墻對鐵球的作用力始終大于水平壓力F.故D正確.
C、以斜面為研究對象,球對斜面的壓力不變,則斜面對地面的摩擦力保持不變.故C錯誤.
故選D.
點評:本題關鍵是靈活選擇研究對象,本題不宜采用整體法.分析受力,作力圖仍是處理平衡問題的基礎.
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A、任一時刻豎直墻對鐵球的作用力都大于該時刻的水平壓力FB、斜面對鐵球的作用力緩慢增大C、斜面對地面的摩擦力保持不變D、F對A點的力矩為FRcosθ

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