Question

如圖所示，光滑細(xì)桿豎直固定在天花板上，定滑輪A、B關(guān)于桿對(duì)稱(chēng)，輕質(zhì)圓環(huán)C套在細(xì)桿上，通過(guò)細(xì)線(xiàn)分別與質(zhì)量為M、m（M＞m）的物塊相連．現(xiàn)將圓環(huán)C在豎直向下的外力F作用下緩慢向下移動(dòng)，滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦忽略不計(jì)．則在移動(dòng)過(guò)程中（　　）

A．外力F保持不變

B．桿對(duì)環(huán)C的作用力不斷增大

C．桿對(duì)環(huán)C的作用力與外力F合力不斷增大

D．桿對(duì)環(huán)C的作用力與外力F合力的方向保持不變

Answer 1

A、B設(shè)繩子與水平方向的夾角為α，左側(cè)繩子的拉力大小為T(mén)₁，右側(cè)繩子的拉力大小為T(mén)₂，則根據(jù)正交分解得：
豎直方向：F=T₁sinα+T₂sinα，而T₁=Mg，T₂=mg，（（M+m）gsinα），隨著圓環(huán)向下移動(dòng)，α增大，sinα增大，則F增大．
水平方向：桿對(duì)圓環(huán)的作用N=T₁cosα-T₂cosα=（M-m）gcosα，α增大，cosα減小，則N減小．故AB均錯(cuò)誤．
C、圓環(huán)受到外力F、桿對(duì)圓環(huán)的作用和兩繩的拉力，由平衡條件得知，桿對(duì)環(huán)C的作用力與外力F合力等于兩繩拉力的合力，而兩繩拉力大小不變，夾角減小，其合力增大，則得桿對(duì)環(huán)C的作用力與外力F合力增大．故C正確．
D、兩繩拉力大小不變，夾角在變化，它們的合力方向在改變，故桿對(duì)環(huán)C的作用力與外力F合力的方向是變化的．故D錯(cuò)誤．
故選C