高一物理力学

Question

在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业，如图所示。已知消防车梯子的下端放置在粗糙的车厢表面上，上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上。消防车静止不动，在消防队员沿梯子匀速向上爬的过程中，下列说法正确的是
A、车厢对梯子的作用力大小不变
B、墙对梯子的弹力大小不变
C、地面对车的摩擦力逐渐增大
D、地面对车的弹力大小不变

答案是CD，为什么A不对？还有，人向上爬，人和梯子组成的系统的重心不是向右移吗，为什么答案上说是向左？跪求大神回复。

Answer 1

以梯子和人组成的系统为研究对象，受四个力的作用，墙水平向右的弹力F，系统的重力G，地面竖直向上的弹力N，地面水平向左的摩擦力f，因平衡，故两个相互正交的方向的合力均为零，由于在竖直方向上只有G和N，且由于人匀速上爬，故N始终等于G，可见D选项正确．
地面的作用力N和f可以看成一个力，叫做地面对梯子的作用力F'，这样就把四个力简化成了三个力，墙的力F、重力G以及地面的力F'，根据三力汇交原理，三个非平行力平衡，三力必交于一点，将F延长、G反向延长，交于一点o，则F'也必过o，当人不断上爬时，系统重心不断左移，则o点就沿着F的作用线不断水平左移，由于F'仍过o点，则F'与竖直方向的夹角就会不断增大，而由于F'竖直方向的分力N不变，则水平分力f必增大，故摩擦力增大，所以AB错误，C正确．
故选CD．追问

"当人不断上爬时，系统重心不断左移" 这句话有问题啊，不是应该右移吗，角度就变小了啊。

Answer 2

由于杆受到非共点的3个力作用(忽略梯子重力)，3力延长线必定交于一点(若不共点，则以两线相交点为轴，第三个力将产生力矩使其转动，不再平衡)，所以分析3力(下方支持力和摩擦力的合力F1，重力G，右方支持力N)。
A;由一般物体的平衡可知，F1的竖直方向分力=G，但随着G的作用点右移，θ(F1与竖直方向的夹角)的值将增大，所以A错误。
B;由分析A可知因为θ增大，而F1水平方向分力=N=G/cosθ，所以N变大，B错误
C;f=N,N变大,C正确
D;N地=G，D正确

重心是左移，答案小错误吧。
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Answer 3

考点：力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．专题：受力分析方法专题．分析：对整体受力分析可以求得人的重力和车对人的支持力之间的大小关系，在人上升的过程中，人的重心在升高，根据三力汇交原理可以分析墙的支持力和车的摩擦力的变化．解答：解：以梯子和人组成的系统为研究对象，受四个力的作用，墙水平向左的弹力F，系统的重力G，地面对梯子的竖直向上的弹力N，地面对梯子的水平向右的摩擦力f，因平衡，故两个相互正交的方向的合力均为零，由于在竖直方向上只有G和N，且由于人匀速上爬，故N始终等于G，可见D选项正确．
地面的作用力N和f可以看成一个力，叫做地面对梯子的作用力F'，这样就把四个力简化成了三个力，墙的力F、重力G以及地面的力F'，根据三力汇交原理，三个非平行力平衡，三力必交于一点，将F延长、G反向延长，交于一点o，则F'也必过o，当人不断上爬时，系统重心不断左移，则o点就沿着F的作用线不断水平左移，由于F'仍过o点，则F'与竖直方向的夹角就会不断增大，而由于F'竖直方向的分力N不变，则水平分力f必增大，故摩擦力增大，所以AB错误，C正确．
故选CD．点评：当有多个物体时，在受力分析时考虑对物体采用整体法和隔离法，用隔离法可以求得物体之间的相互作用力的大小．

Answer 4

把梯子的下端作为杠杆的支点，你会发现人提供的力矩在变大，相应的墙提供的弹力就要变大。而这个弹力在数值上和摩擦力是相等的，所以摩擦力增大。所以AB错，CD对，就这么简单。

Answer 5

物体平衡不但要力平衡还需要力矩平衡，你用杠杆画一下力矩平衡就知道A不对了。

后面的提问不清楚你问的什么？追问

就是以梯子和人组成的系统为研究对象时，当人不断上爬时，系统重心是左移还是右移？

追答

没见到图，梯子向右搭上爬时，重心向右上移动，向左搭则向左上移动

应该是向右上移动