Question

如图所示，水平面有一固定的粗糙程度处处相同的圆弧形框架ABC，框架下面放置一块厚度不计的金属板，金属板的中心O点是框架的圆心，框架上套有一个轻圆环，用轻弹簧把圆环与金属板的O点固定连接，开始轻弹簧处于水平拉紧状态．用一个始终沿框架切线方向的拉力F拉动圆环从左侧水平位置缓慢绕框架运动，直到轻弹簧达到竖直位置，金属板始终保持静止状态，则在整个过程中（ ）

A．水平面对金属板的支持力逐渐减小
B．水平面对金属板的摩擦力逐渐增大
C．沿框架切线方向对圆环的拉力逐渐减小
D．框架对圆环的摩擦力逐渐增大

Answer 1

【答案】分析：弹簧的长度不变，故弹簧的弹力大小不变；先对属板受力分析，受重力、支持力，弹簧的拉力和向右的静摩擦力，根据平衡条件列式求解；再对轻环受力分析，受弹簧的拉力，框架的支持力，拉力和滑动摩擦力，根据平衡条件列式求解．
解答：解：A、B、弹簧的长度不变，故弹簧的弹力大小不变，设为F′；
先对属板受力分析，受重力、支持力，弹簧的拉力和向右的静摩擦力，如图；

根据平衡条件，有
水平方向：f=Fcosθ            ①
竖直方向：N+F′sinθ=mg             ②
由②式，得到：N=mg-F′sinθ，随着θ的变大，支持力不断减小，故A正确；
由①式，随着θ的变大，静摩擦力逐渐减小，故B错误；
C、D、对轻环受力分析，受弹簧的拉力，框架的支持力，拉力和滑动摩擦力，根据平衡条件，有
F=f′③
f′=μF′④
解得：F=μF′，故拉力大小不变，故C错误；
由④式，滑动摩擦力不变，故D错误；
故选A．
点评：本题关键是对先后对俩个物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解，要注意弹簧的弹力不变．