Question

輕繩一端系一質量為m的物體A，另一端系住一個套在粗糙豎直桿MN上的圓環．現用水平力F拉住繩子上一點O，使物體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．則在這一過程中，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逐漸增大，F₂保持不變

C、F₁逐漸減小，F₂保持不變

D、F₁保持不變，F₂逐漸減小

Answer 1

分析：以圓環、物體A及輕繩整體為研究對象，分析受力情況，根據平衡條件分析桿對環的摩擦力和彈力，再由牛頓第三定律分析環對桿的摩擦力F₁的變化情況．以結點O為研究對象，分析F的變化，根據F與桿對環的彈力的關系，分析桿對環的彈力的變化情況．

解答：解：以圓環、物體A及輕繩整體為研究對象，分析受力情況，作出力圖如圖1所示． 根據平衡條件得到，
   桿對環的摩擦力F₁=G，保持不變．
   桿對環的彈力F₂=F．
再以結點O為研究對象，分析受力情況，作出力圖如圖2所示．
由平衡條件得到
   F=mgtanθ
當物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置過程中，θ逐漸減小，則F逐漸減小，F₂逐漸減�。�所以F₁保持不變，F₂逐漸減小．
故選D．

點評：本題是力平衡中動態變化分析問題，關鍵是靈活選擇研究對象，分析物體的受力情況．