Question

轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆M的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F₁和环对杆的压力F₂的变化情况是（　　）

A．F₁保持不变

B．F₁逐渐增大

C．F₂保持不变

D．F₂逐渐减小

Answer 1

分析：以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件分析杆对环的摩擦力和弹力，再由牛顿第三定律分析环对杆的摩擦力F₁的变化情况．以结点O为研究对象，分析F的变化，根据F与杆对环的弹力的关系，分析杆对环的弹力的变化情况．

解答：解：以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，作出力图如图1所示． 根据平衡条件得到，
杆对环的摩擦力F₁=G，总重力不变，则F₁保持不变．
杆对环的弹力F₂=F．
再以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图如图2所示．
由平衡条件得 F=mgtanθ
当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ逐渐减小，F逐渐减小，则F₂逐渐减小．所以F₁保持不变，F₂逐渐减小．
故选AD．

点评：本题是力平衡中动态变化分析问题，关键是灵活选择研究对象，正确分析物体的受力情况．