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倾斜粗糙杆MN的圆环上．现用平行于杆的力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且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F_f和环对杆的压力F_N的变化情况是（　　）

A．F_f保持不变，F_N逐渐增大

B．F_f保持不变，F_N逐渐减小

C．F_f逐渐减小，F_N保持不变

D．F_f逐渐增大，F_N保持不变

Answer 1

分析：先对结点O受力分析，根据平衡条件得到拉力F的变化情况；再对环和物体整体受力分析，根据平衡条件得到杆对环的摩擦力f和杆对环的压力N的变化情况，最后结合牛顿第三定律得到环对杆的摩擦力F_f和环对杆的压力F_N的变化情况．

解答：解：先对结点O受力分析，受物体的拉力（等于重力）、拉力F和绳子的拉力T，根据平衡条件，结合三角形定则作图，如图所示：

物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，拉力F增加；
再对环和物体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如图所示：

根据平衡条件，有：
垂直杆方向：N=Gcosθ，即支持力不变；
平行杆方向：F+Gsinθ-f=0，即f=F+Gsinθ增加；
根据牛顿第三定律，环对杆的摩擦力F_f增加；环对杆的压力F_N不变；
故选：D．

点评：本题关键是灵活地选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列方程分析，不难．