题目内容
【题目】如图所示,光滑直杆倾角为30°,质量为m的小环穿过直杆,并通过弹簧悬挂在天花板上,小环静止时,弹簧恰好处于竖直位置,现对小环施加沿杆向上的拉力F,使环缓慢沿杆滑动,直到弹簧与竖直方向的夹角为60°。整个过程中,弹簧始终处于伸长状态,以下判断正确的是
A. 弹簧的弹力逐渐增大
B. 弹簧的弹力先减小后增大
C. 杆对环的弹力逐渐增大
D. 拉力F先增大后减小
【答案】B
【解析】
AB.由几何关系可知,弹簧的长度先减小后增加,即伸长量先减小后增加,弹簧的弹力先减小后增加,选项A错误,B正确;
C.当环缓慢沿杆向上滑动时,因为弹簧对环始终是拉力作用,则一定存在一个位置,即弹簧的弹力、重力以及力F相平衡,此时杆对环的弹力为零,则环在上滑的过程中杆对环的弹力先增加后减小,再增加,选项C错误;
D.设弹簧与杆之间的夹角为θ,则在圆环从开始到弹簧与杆垂直位置的过程中,由平衡知识:,随θ角的增加,F弹减小,则F增大;在圆环从弹簧与杆垂直位置到弹簧与竖直方向的夹角为60°的过程中,由平衡知识:
,随θ角的减小,F弹增大,则F仍然是增大;可知拉力F一直增大,选项D错误.
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