Question

如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一通以垂直纸面向内的电流金属棒A，另一通以垂直纸面向内的电流金属棒B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中金属棒A始终保持静止，则下列说法正确的是

A．物体A受到地面的支持力先减小后增大

B．物体A受到地面的支持力保持不变

C．物体A受到地面的摩擦力先减小后增大

D．安培力对金属棒A做功不为零

Answer 1

A

解答：解：当质点B由p点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；

将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：Fsinθ-f=0     ①     N-Fcosθ-mg=0   ②
由①②两式可解得：N=mg+Fcosθ；f=Fsinθ；其中G与F不变，θ逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小；
当质点B由最高点运动到Q点的过程中，再次对物体A受力分析，如下图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；

将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：Fsinθ-f=0     ③    N-Fcosθ-mg=0  ④
由③④两式可解得：N=mg+Fcosθ；f=Fsinθ；其中G与F不变，θ由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大；综合以上两个过程可知：物体A受到地面的支持力N先增大后减小，物体A受到地面的摩擦力先减小后增大，故A正确，BC错误；
质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是垂直，因而其瞬时功率一直为零，由W=Pt，A对B不做功，故D错误；
故选A．
点评：本题关键对物体受力分析后，运用共点力平衡条件求解，关于静电力的功，由于是变力，不能用W=FScosα，要选择公式W=Pt！