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问题: 共点力作用下物体的平衡

如图4-2-9所示,质量为M的圆筒静止在地面上,圆筒内省有一质量为m的活塞,现用力F将活塞向上拉,当活塞匀速上升时,圆筒仍静止在地面上,在此过程中,圆筒对地面的压力大小为 ( )

A.Mg-F B.(M+m)g-F

C.(M+m)g D.Mg

答案选C

请帮忙分析一下过程,为什么选C?

解答:

首先分析活塞,由于活塞是匀速上升,可知受力是平衡的,有F=mg(活塞的重力)+f(筒对活塞的摩擦力),再分析圆筒,由于是静止在地面上的,可知其受力也是平衡的,有f(活塞对筒的摩擦力)+N(地面对筒的支持力)=Mg(筒的重力),综合上面两个式子,可以得出N=(M+m)g-F,而N就等于筒对地面的压力。因此应该选(B)。
关于(C)答案,由于活塞是上升的所以对筒子的摩擦力只能向上(如果有的话),那么筒子所受的力就只有支持力、重力和摩擦力,支持力与摩擦力是同向的,因此圆筒对地面的压力(等于支持力)只可能小于等于筒子的重力Mg,C项是不可能的。