Question

如圖所示，輕繩一端系在質量為m的物塊A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環上。現用水平力F拉住繩子上一點O，使物塊A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環仍保持在原來位置不動。在這一過程中，環對桿的摩擦力F₁和環對桿的壓力F₂的變化情況是

A.F₁保持不變，F₂逐漸增大                          B.F₁保持不變，F₂逐漸減小

C.F₁逐漸增大，F₂保持不變                          D.F₁逐漸減小，F₂保持不變

Answer 1

B   取O點為研究對象，設繩OM與豎直方向夾角為θ,由三力平衡可得F=mgtanθ。取物塊和環為研究對象，整體在水平方向受到拉力F和桿對環的支持力F₂′，在豎直方向受到重力G和摩擦力F₁′的作用。由受力平衡可得F₂′=F=mgtanθ，隨θ的減小而減小，F₁ ′=G保持不變。由牛頓第三定律可知F₂=F₂′，隨θ的減小而減小，F₁′=F₁=G，保持不變，選項B正確。