Question

【题目】如图所示，半圆形线框竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态P与圆心O的连线与水平面的夹角为将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，框架与小球始终保持静止状态，在此过程中下列说法正确的是

A. 拉力F一直增大

B. 拉力F的最小值为

C. 框架对地面的压力始终在减小

D. 地面对框架的摩擦力先増大后减小

Answer 1

【答案】C

【解析】

首先对球分析，受重力、拉力和支持力而平衡，根据平衡条件并结合图示法分析拉力的变化情况；再对球和框整体分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件分析支持力和摩擦力变化情况，再根据牛顿第三定律得到压力的变化情况．

对球受力分析，如图所示：

从图看出，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，拉力先减小后增加，当拉力与支持力垂直时最小，为mgcosθ，故AB错误；再分析球和框整体，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如果将上图中的拉力F沿着水平和竖直方向正交分解，再将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°过程中，其水平分力减小、而竖直分力增加，根据平衡条件可知，支持力减小、摩擦力也减小，根据牛顿第三定律，对地面的压力减小，故C正确，D错误；故选C。