15.如圖所示,氣球被水平風吹向一側,設重物M和氣球m組成的系統(tǒng)始終處于靜止狀態(tài),重力加速度為g,則以下說法正確的是( 。
A.水平風力增加,連線的彈力增加
B.水平風力增加,地面對重物的摩擦力增加
C.無論風力大小如何變化,地面對重物的支持力始終等于(M+m)g
D.水平風力減小,連線與豎直方向夾角變小

分析 對于選項AD,隔離氣球,受力分析后根據(jù)平衡條件列式得到細線拉力和角度θ的表達式進行分析;
對于選項BC,對氣球和重物整體,受力分析后根據(jù)平衡條件列式求解摩擦力和支持力表達式分析.

解答 解:AD、隔離氣球分析,受重力、浮力、風力和拉力,如圖所示:

根據(jù)平衡條件,有:
Tsinθ=F
F=Tcosθ+G
聯(lián)立解得:
tanθ=$\frac{F}{{F}_{浮}-G}$
T=$\sqrt{{F}^{2}+({F}_{浮}-G)^{2}}$
故水平風力增加,連線的彈力增加,連線與豎直方向夾角變小,故A正確,D正確;
BC、再對氣球和重物整體分析,受重力G、支持力N′、浮力F、風力F和摩擦力f,根據(jù)平衡條件,有:
f=F
N′=G-F
故水平風力增加,地面對重物的摩擦力增加,地面對重物的支持力始終小于(M+m)g,故B正確,D錯誤;
故選:ABD

點評 本題考查共點力平衡條件的運用,關鍵是采用整體法和隔離法靈活選擇研究對象進行分析;
隔離法與整體法
①整體法:以幾個物體構成的整個系統(tǒng)為研究對象進行求解.在許多問題中用整體法比較方便,但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力.
②隔離法:從系統(tǒng)中選取一部分(其中的一個物體或兩個物體組成的整體,少于系統(tǒng)內(nèi)物體的總個數(shù))進行分析.隔離法的原則是選取受力個數(shù)最少部分的來分析.
③通常在分析外力對系統(tǒng)作用時,用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時,用隔離法.有時在解答一個問題時要多次選取研究對象,需要整體法與隔離法交叉使用.

練習冊系列答案
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