Question

一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．物块所受合外力为零

B．物块所受合外力越来越大

C．物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变

D．物块所受摩擦力大小不变

Answer 1

分析：物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变．随着物块向下滑动，所受圆弧的弹力增大，滑动摩擦力增大．

解答：解：A、B物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，物块的加速度不等于零，由公式F=m

v2

r

知，所受的合外力不为零，而且大小保持不变．故A、B错误．
C、物块所受合外力大小保持不变，方向始终指向圆心，时刻在改变，故C正确．
D、随着物块向下滑动，重力的径向分力G_径分增大，a大小不变，根据牛顿第二定律得：N-G_径分=ma，所受圆弧的弹力N增大，由f=μN，滑动摩擦力增大．故D错误．
故选：C

点评：本题其实就是匀速圆周运动问题，考查对基本物理量的理解能力，难点是运用牛顿第二定律分析支持力如何变化，从而得到摩擦力如何变化．