Question

高一物理 详细解释一下

如图, 半径为R的光滑半球放在水平地面上, 用细绳绕过滑轮系一小球, 小球质量为m, 将小球搁在球面上, 在拉力作用下, 小球逐渐上升至半球体的顶点. 在此过程中, 小球对半球体的压力N和对拉力F的变化情况是

Answer 1

如图所示的受力图。 小球受重力G。绳子拉力F，半球的弹力而平衡；画出受力的矢量三角形ADC,并和三角形OCB比较，可以证明它们是相似三角形。列出它们的对应边比例。

AC/BO=AD/OC=CD/BC  其中AC,AD,CD的长度分别表示G,N,F。过程中由于BC一直减小。故小球对半球体的压力N不变，拉力F减小。

Answer 2

首先确定小球受力：重力，绳拉力，半球所给的弹力
方向分别为：重力——竖直向下，绳拉力——沿绳（向右上），半球所给弹力——沿两个球心连线向外（左上）
其中重力大小方向均不变

现在做力的矢量三角形（不知道教了没有，不懂再说吧。。），重力边固定，拉力和弹力的角度、长度随小球运动而变化（但是这两边的端点都固定在重力边上，想象一下就像是在摆动啦）
根据题意，拉绳子使小球向上，这个过程可以想象吧，每一个时刻拉力和弹力的方向都可以知道，拉力和弹力在矢量图里相交，构成三角形，它们的大小变化和三角形边长是一样的

Answer 3

N变大，F变小；
对小球做受力分析，小球受三个力的作用：拉力F，重力G，半球的支持力N'（和压力N等值反向）。
画受力分析图，设F与竖直方向的夹角为α，可知：F=cosα*G，N'=sinα*G，重力G不变，α变小，所以：N变大，F变小