Question

4．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MN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，环对杆的压力F₁和环对杆摩擦力F₂的变化情况是（　　）

• A． F₁逐渐增大，F₂保持不变
• B． F₁逐渐减小，F₂保持不变
• C． F₁保持不变，F₂逐渐减小
• D． F₁保持不变，F₂逐渐增大

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F₂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F₂=G，保持不变．
杆对环的弹力F₁=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．
由平衡条件得到
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，则F逐渐减小，F₁逐渐减小．所以F₂保持不变，F₁逐渐减小．
故选：B

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，分析物体的受力情况