Question

如图甲，在圆柱体侧面放一物块P，圆柱体绕其水平中心轴O按图示方向缓慢转动，物块P在由A转至A′的过程的过程中始终与圆柱面保持相对静止．则图乙反映的是上述过程中哪个物理量的大小随转过角度变化的规律（　　）

A．物块P所受重力

B．物块P所受支持力

C．物块P所受摩擦力

D．物块P所合外力

Answer 1

分析：物体P处于动态平衡状态，由共点力的平衡条件可知所受合力的变化，利用正交分解法可知支持力及摩擦力的变化．

解答：解：在圆柱体缓慢转动的过程中，物块P的重力是定值，不随时间发生变化，A错误；
物块P受三个力的作用，竖直向下的重力G，沿半径指向外的支持力F_N，沿切线方向的静摩擦力F_f，因圆柱体缓慢移动，所以物块P在任意位置所受合力为零，D错误；
对三力正交分解，设重力G与支持力F_N方向所夹锐角为θ，则F_N=mgcos θ，F_f=mgsin θ，从A转至A′的过程中，θ先减小后增大，所以F_N先增大后减小，B正确；而F_f先减小后增大，C错误．
故选B．

点评：本题属于共点力的平衡条件中的动态平衡，在解题时应注意寻找不变量及变化量，由角边关系可以表示出其他力的变化情况．