题目内容

15.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是(  )
A.F不变,N增大B.F不变,N减小C.F增大,N减小D.F减小,N不变

分析 对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出AB与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力的变化情况.

解答 解:小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G,F,N,三个力.满足受力平衡.作出受力分析图如下
由图可知△OAB∽△GFA
即:$\frac{G}{R}$=$\frac{F}{AB}$=$\frac{N}{R}$,
当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,N不变,故ABC错误;D正确.
故选:D

点评 本题考查共点力平衡条件的动态分析问题,注意使用了相似三角形法;而此类方法在处理共点力的动态平衡时较为常见,当题目无法找到直角时,应考虑应用此法.

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