Question

如图所示，一质量为M=3kg的铁块套在倾斜放置的杆上，铁块与杆之间的动摩擦因数μ=，且最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等．杆与水平方向成θ=60°角，一轻绳一端连接在铁块上，一端连在一质量m=2kg的小球上，一水平力F作用在小球上，连接铁块与绳的轻绳与杆垂直，铁块和小球都处于静止状态，取g=10m/s²．则（  ）

A．拉力F的大小为10N

B．铁块所受的摩擦力大小为15N

C．若将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过30⁰，此过程中铁块受到的摩擦力逐渐减小

D．若将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断，则铁块受到的摩擦力将减小

Answer

D

【解析】

试题分析：B球和铁块都处于平衡状态，对B球受力分析，根据平衡条件列式即可求解F及铁块所受的摩擦力大小，将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过30°的过程中，绳子的拉力变化不影响沿斜面方向的力，所以摩擦力仍然等于重力沿斜面的分量，不变，将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断后，分析铁块的受力情况，判断铁块的运动情况即可求解．

【解析】
A、B球处于平衡状态，对B球受力分析，根据平衡条件得：

，

解得：F=20×=20，故A错误；

B、铁块处于平衡状态，对铁块进行受力分析，根据平衡条件得：

f=Mgcos30°=30×=15N，故B错误；

C、将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过30°的过程中，绳子的拉力变化不影响沿斜面方向的力，

所以摩擦力仍然等于重力沿斜面的分量，不变，故C错误；

D、将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断后，最大静摩擦力=7.5N＜Mgcos30°，

则铁块开始滑动，摩擦力大小为7.5N，变小，故D正确．

故选：D

【点评】本题的关键是能正确分析B球和铁块的受力情况，根据平衡条件列式求解，注意D答案要先考虑铁块所处的运动状态，难度适中．