Question

质量为m的木块从半径为R的半球形碗的碗囗下滑到碗底的过程中，碗囗及碗底是固定不动的，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变，如图所示，那么（　　）

• A、虽然物块速率不变，但木块并非处于平衡状态
• B、木块下滑过程中所受的合外力大小保持不变
• C、木块下滑过程中机械能守恒
• D、木块下滑过程中摩擦力的大小不变

Answer 1

分析：木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度．根据牛顿第二定律分析碗对木块的支持力的变化，分析摩擦力的变化．

解答：解：A、木块做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，速度在改变，加速度一定不为零，物体表示处于非平衡状态．故A正确．
B、木块下滑过程中木块做匀速圆周运动，合外力恰好提供向心力，根据：F_合=

mv2

R

，v大小不变，所以合外力大小保持不变．故B正确．
C、木块匀速下滑，重力势能减小，动能不变，故机械能减小，故C错误
D、设木块经过的位置碗的切线方向与水平方向的夹角为α，木块的速率为v，碗对木块的支持力大小为N，则有N-mgcosα=m

v2

R

，得到，N=mgcosα+m

v2

R

，木块碗口下滑到碗的最低点的过程中，α减小，cosα增大，其他量不变，则N增大，摩擦力f=μN增大．故D错误．
故选：AB

点评：匀速圆周运动是变加速曲线运动，速度、加速度都时刻在变化．基础题．