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一道高考题的误解辨析

绥宁一中 郭敦荣

2008年天津高考理综中一道物理题由于解法存在偏颇,我在此提出来有望各位同仁提出意见,仁者见仁,智者见智。

题目如下:在粗糙的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与竖直墙之间放一个光滑圆球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F,B对A的作用力为F,地面对A的作用力为F,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保持不变,F3缓慢增大。

B.F1缓慢增大,F3保持不变。

C.F2缓慢增大,F3缓慢增大。

D.F2缓慢增大,F3保持不变。

文本框:

高考标准答案这样解析:力F产生的两个作用效果,一个是使B压紧竖直墙壁的力F1,一个是压紧A的力F2,用整体法进行分析,可知F1和 F的大小相等,当力F缓慢增大时,合力的方向和两个分力的方向都没有发生变化,所以当合力增大时两个分力同时增大。故C对。

我认为地面对半圆物体A的作用力F不能简单地认为就是和墙对B的作用力F1平衡的力。我的观点认为要如下解析:A、B始终保持静止,设AB为圆心连线与竖直方向夹为α,由F2sinα= F1,

F2cosα= F,可得当F增大时,F2增大,F1增大。将A、B看成整体,设地面对A的支持力为F′,对A的摩擦力为F″,则F就是F′与F″的合力,则由整体平衡得mAg+mBg+F=F′和F″=F1可知当F增大时,F3也增大。所以只有C正确。

  各位同仁,我的观点是否正确,有望各位不吝赐教,共同商讨。