Question

14．如图所示，一个半径为R的圆球，其重心不在球心O上，将它置于水平地面上，则平衡时球与地面的接触点为A；若将它置于倾角为30°的粗糙斜面上，则平衡时（静摩擦力足够大）球与斜面的接触点为B．已知AB段弧所对应的圆心角度数为60°，对圆球重心离球心O的距离以下判断正确的是（　　）

• A． $\frac{{\sqrt{3}}}{2}R$
• B． $\frac{{\sqrt{3}}}{3}R$
• C． $\frac{1}{4}R$
• D． $\frac{1}{2}R$

Answer 1

分析 将球置于水平地面上，球受重力和支持力，二力平衡，故重力的作用点在OA连线上的某个点；将球置于倾角为30°的粗糙斜面上，以B位置为支点，根据力矩平衡条件．合力的力矩为零，故重力的力矩一定为零，故重心也在过B的竖直线上，一定是该线与OA的交点

解答 解：将球置于水平地面上，球受重力和支持力，二力平衡，故重力的作用点在OA连线上
将球放在斜面上，以B为支点，根据力矩平衡条件，合力矩为零，故重力的力矩一定为零，故重心也在过B的竖直线上，一定是该线与OA的交点，如图所示：
$OO′=Rcos60°=\frac{1}{2}R$
故选：D

点评 重心是重力的作用点，本题关键结合共点力平衡条件和力矩平衡条件判断出重心的位置，然后结合几何关系列式求解，不难