题目内容
如图所示,轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置.现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置,这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动.则此过程中,圆环对杆摩擦力F1________(填增大、不变、减小),圆环对杆的弹力F2________(填增大、不变、减小).
不变 增大
分析:以整体为研究对象,分析受力,根据平衡条件判断杆对圆环的摩擦力的变化,再由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1的变化.以结点O为研究对象,分析受力,由平衡条件得出F的变化,再判断圆环对杆的弹力F2的变化.
解答:设圆环B的质量为M.以整体为研究对象,分析受力,如图,根据平衡条件得
F2=F ①
F1=(M+m)g ②
由②可知,杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变,由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1也保持不变.
再以结点为研究对象,分析受力,如图2.根据平衡条件得到,F=mgtanθ,当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时,θ增大,则F增大,而F2=F,则F2增大.
故答案为:不变,增大
点评:本题是动态平衡问题,关键是灵活选择研究对象.力学问题分析受力是基础,要培养分析受力,作出力图的基本功.
分析:以整体为研究对象,分析受力,根据平衡条件判断杆对圆环的摩擦力的变化,再由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1的变化.以结点O为研究对象,分析受力,由平衡条件得出F的变化,再判断圆环对杆的弹力F2的变化.
解答:设圆环B的质量为M.以整体为研究对象,分析受力,如图,根据平衡条件得
F2=F ①
F1=(M+m)g ②
由②可知,杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变,由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1也保持不变.
再以结点为研究对象,分析受力,如图2.根据平衡条件得到,F=mgtanθ,当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时,θ增大,则F增大,而F2=F,则F2增大.
故答案为:不变,增大
点评:本题是动态平衡问题,关键是灵活选择研究对象.力学问题分析受力是基础,要培养分析受力,作出力图的基本功.
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