如圖,質量均為m的兩光滑小環A和B用輕繩連線,分別套在水平和豎直的固定直杆上。在繩上O點施一水平力F拉緊輕繩,...
問題詳情:
如圖,質量均為m的兩光滑小環A和B用輕繩連線,分別套在水平和豎直的固定直杆上。在繩上O點施一水平力F拉緊輕繩,使整個系統重新處於靜止狀態,隨後使力F緩慢增大,則在此過程中( )
A.OA段繩中的張力始終大於mg,且逐漸增大
B.杆對A環的作用力始終大於2mg,且逐漸增大
C.OB段繩中的張力始終大於mg,且逐漸增大
D.OA段繩與豎直方向的夾角逐漸增大
【回答】
C
【詳解】
AB.以A、B兩個小環整體為研究物件,對整體受力分析,整體受總重力2mg、水平力F、水平杆對A環向上的支援力、豎直杆對B環水平向左的支援力,據平衡條件可得:水平杆對A環向上的支援力
豎直杆對B環水平向左的支援力
以A為研究物件,對A受力分析,A受重力、水平杆對A豎直向上的支援力、繩OA對A的拉力,三力平衡,可判斷繩OA的拉力一定豎直向下,且
解得
故AB選項均錯誤;
C.以B為研究物件,對B環受力分析如圖,設OB段繩與豎直方向的夾角為
由平衡條件可得
,
力F緩慢增大,OB段繩中的張力始終大於mg,且逐漸增大;故C正確。
D.由前面對A環的分析可知,OA段繩一直與水平直杆垂直,即OA段繩與豎直方向的夾角保持不變;故D錯誤。
故選C。
知識點:共點力的平衡
題型:選擇題
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