单选题

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,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是()

AF1保持不变,F2逐渐增大

BF1逐渐增大,F2保持不变

CF1逐渐减小,F2保持不变

DF1保持不变,F2逐渐减小

正确答案

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答案解析

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,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,F2逐渐减小.所以F1保持不变,F2逐渐减小.
故选D.