Question

16．一物體在沿切線方向的力F的作用下勻速從半徑為R的光滑圓弧面左側運動（如圖）到最高點過程，關于物體受力情況，下列說法正確是（　　）

• A． 物體所需的向心力大小不變
• B． 物體對圓弧面的壓力大小不斷變大，但總是小于物體所受重力
• C． 物體受到的力F的大小不發生變化
• D． 物體受到的力F的大小逐漸變大

Answer 1

分析 物體勻速通過光滑圓弧面，做勻速圓周運動，合力提供向心力，分析受力，根據牛頓第二定律列式分析．

解答 解：A、由題意知物體做勻速圓周運動，據${F}_{n}=m\frac{{v}^{2}}{R}$可知物體所需向心力大小不變，故A正確；
B、對物體進行分析受力，如圖，受到重力G、拉力F和圓弧面的支持力N．
因為物體做勻速圓周運動，合力提供向心力，則得：
   F=Gsinθ
   Gcosθ-N=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
則得，N=Gcosθ-m$\frac{{v}^{2}}{R}$＜Gcosθ，
根據牛頓第三定律得知，物體對圓弧面的壓力大小N′=N＜Gcosθ＜G，所以物體對圓弧面的壓力大小不斷增大，但總是小于物體所受重力B正確；
根據F=Gsinθ知，θ變小，F變小，故CD均錯誤．
故選：AB．

點評 本題是圓周運動動力學問題，分析受力，抓住勻速圓周運動的合力提供向心力，列式分析是關鍵．