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必修1
第三章 相互作用
3.5 力的分解
受力分析
挖掘机是一种以液压原理为基础的工程机械,它主要由发动机、行走系统、铲斗和臂架等部件组成。挖掘机凭借其高效、稳定和灵活的工作方式,使得各种土方工程、道路施工、矿山开采、建筑施工等工作变得更加容易和高效。挖掘机的铲斗主要用于挖掘、移动和装载物料,铲斗两侧各有一个油缸,驱动铲斗进行上下摆动,可以实现铲斗的升降和倾斜。铲斗内的沙土简化为一个球形物体,其初始状态如图甲所示,铲斗沿顺时针方向缓慢转动到图乙所示的位置,忽略铲斗两侧壁给球形物体的摩擦,则在铲斗顺时针转动过程中,关于两侧壁$ab$和$cd$对球形物体的弹力$F_{1}$和$F_{2}$的大小变化,以下说法正确的是$(\qquad)$
$F_{1}$先增大后减小,$F_{2}$逐渐增大
","$F_{1}$逐渐减小,$F_{2}$先增大后减小
","$F_{1}$逐渐增大,$F_{2}$先减小后增大
","$F_{1}$逐渐减小,$F_{2}$逐渐增大
"]对球形物体受力分析如图所示
将力$F_{1}$、$F_{2}$、$mg$矢量平移到三角形中,在铲斗顺时针转动的过程中$mg$和$mg$的对角$\theta$恒定,所以力$F_{1}$和$F_{2}$的交点在圆上移动,矢量图如图所示
由图可知在铲斗由图甲顺时针缓慢转到图乙的过程中力$F_{1}$逐渐减小,力$F_{2}$先增大后减小。
故选:$\rm B$。
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