Question

3．如圖所示，有一木塊沿半球形碗邊緣下滑，假設由于摩擦力的作用，使得木塊下滑的速率不變，則在下滑過程中（　�。�

• A． 木塊的加速度為零
• B． 木塊所受合力不變
• C． 木塊對碗的壓力大小不變，方向不斷改變
• D． 在碗底木塊對碗的壓力最大

Answer 1

分析 合外力，向心力、加速度等物理均屬于矢量，分清木塊沿碗邊緣下滑過程每一時刻的受力情況，并能列出相應的向心力公式，認真分析便可解答此題．

解答 解：A、木塊做勻速圓周運動，向心力不為零，加速度不為零，故A選項錯誤；
B、木塊做勻速圓周運動，合外力提供向心力，雖然合外力的大小不變，但方向時刻改變，木塊所受的合外力時刻改變，故B選項錯誤；
C、設重力方向與切線方向的夾角為α，碗受到的支持力為N，則$N-mgsinθ=\frac{{mv}^{2}}{R}$，$N=mgsinα+\frac{{mv}^{2}}{R}$，碗勻速下滑過程中，α不斷增大，支持力不斷增大，而壓力等于支持力，所以木塊對碗的壓力也不斷增大，故C選項錯誤；
D、木塊到達碗底時，α=90^°，所以在碗底木塊對碗的壓力$N=mgsinα+\frac{{mv}^{2}}{R}=mg+\frac{{mv}^{2}}{R}$最大，故D選項正確．
故選：D．

點評 本題考查了圓周運動的有關知識，正確受力分析，緊緊抓住是合外力提供向心力，并應用向心力公式分析即可解答．