题目内容
【题目】轻绳一端系一质量为m的物体A,另一端系住一个套在粗糙竖直杆MN上的圆环.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2以及水平拉力F的变化情况是( )
A.F保持不变,F1保持不变
B.F逐渐减小,F2逐渐减小
C.F1逐渐减小,F2保持不变
D.F1保持不变,F2逐渐减小
【答案】B,D
【解析】解:以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示. 根据平衡条件得到,
杆对环的摩擦力F1=G,保持不变.
杆对环的弹力F2=F.
再以结点O为研究对象,分析受力情况,作出力图如图2所示.
由平衡条件得到
F=mgtanθ
当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中,θ逐渐减小,则F逐渐减小,F2逐渐减小.所以F1保持不变,F2逐渐减小.
故选:BD.
以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件分析杆对环的摩擦力和弹力,再由牛顿第三定律分析环对杆的摩擦力F1的变化情况.以结点O为研究对象,分析F的变化,根据F与杆对环的弹力的关系,分析杆对环的弹力的变化情况.
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