Question

在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F₁，B对A的作用力为F₂，地面对A的作用力为F₃．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（　　）

• A、F₁缓慢增大，F₃缓慢增大
• B、F₁缓慢增大，F₃保持不变
• C、F₂保持不变，F₃缓慢增大
• D、F₂缓慢增大，F₃保持不变

Answer 1

分析：先以B球为研究对象，分析受力，根据平衡条件分析墙对B的作用力F₁、A对B的作用力F₂的变化，再以整体为研究对象，分析受力，由平衡条件分析地面对A的支持力和摩擦力的变化，判断地面对A的作用力为F₃的变化情况．

解答：解：以B球为研究对象，受力如图，由平衡条件得：
墙对B的作用力 F₁=（F+G_B）tanα，当F增大时，F₁缓慢增大．
A对B的作用力 F₂=F₁sinα，F₁缓慢增大，则F₂缓慢增大．
再以整体为研究对象，受力如图．则有
地面对A的支持力 N=G_A+G_B+F，则N缓慢增大．
地面对A的摩擦力f=F₁，则地面对A的摩擦力f，地面对A的作用力为F₃是N和f的合力，所以F₃缓慢增大．
故选：A

点评：本题采用隔离法和整体法结合处理的，也可以就运用隔离法研究，分析受力情况是解答的基础．