题目内容

13.如图所示,高空滑索是一项勇敢者的运动,一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在倾角θ=30°的钢索上运动,在下滑过程中轻绳始终保持如图所示的状态.不计空气阻力,则下列说法中正确的是(  )
A.人随环一起减速下滑B.人随环一起匀速下滑
C.钢索对轻环无摩擦力D.钢索对轻环的作用力小于人的重力

分析 人做直线运动,若是匀速直线运动,合力为零;若是变速直线运动,合力与速度共线;受力分析后运用平行四边形定则作图分析.

解答 解:A、B、对人受力分析,受重力和拉力,由于两个力不共线,故合力一定不为零;做直线运动,故合力与速度共线,与钢索平行的方向做匀加速直线运动,故A、B错误;
C、假设钢索对轻环没有摩擦力,对人和环整体根据牛顿第二定律有:mgsin30°=ma
对人,受力如图,

根据牛顿第二定律有:mgsin30°-Tcosθ=ma
联立解得:θ=90°,即绳应该与钢索垂直,这与题不符,则钢索对轻环有摩擦力,故C错误;
D、对人进行受力分析,如图,

由图可知:T<mg,
对人和环整体进行受力分析,受到重力、支持力、摩擦力,钢索对轻环的作用力应该为支持力与摩擦力的合力,设为F',由于环质量不计,则整体受合力和人受到的合力相同,故F'与T也相等,即F'<mg,故D正确;
故选:D

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的应用,关键结合运动情况分析受力情况,明确直线运动的条件是合力为零或者合力与速度共线.

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