Question

【題目】如圖所示，金屬環M、N用不可伸長的細線連接，分別套在水平粗糙細桿和豎直光滑細桿上，當整個裝置以豎直桿為軸以不同大小的角速度勻速轉動時，兩金屬環一直相對桿不動，下列判斷正確的是

A. 轉動的角速度越大，細線中的拉力越大

B. 轉動的角速度越大，環M與水平桿之間的彈力越大

C. 轉動的角速度越大，環N與豎直桿之問的彈力越大

D. 轉動的角速度不同，環M與水平桿之間的摩擦力大小可能相等

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：由于兩環相對桿的位置恒定，所以以N為突破口（因為N處于靜止狀態），對N分析判斷細線的拉力以及豎直桿對N作用力的變化；然后對M受力分析，其向心力來源為細線沿水平方向上的分力與摩擦力的合力，隨著角速度的變化，摩擦力大小和方向都在變化，據此分析．

設細線與豎直方向的夾角為，對N受力分析，受到豎直向下的重力，繩子的拉力T，桿給的水平支持力，因為兩環相對桿的位置不變，所以對N來說處于靜止狀態，合力為零，故在豎直方向上，在水平方向上，因為重力恒定，角度恒定，所以細線的拉力不變，環N與桿之間的彈力恒定，AC錯誤；對M受力分析，受到繩子的拉力T，豎直向下的重力，豎直向上的支持力，以及水平桿給的摩擦力f，在豎直方向上有，恒定不變，若以較小角速度轉動時，摩擦力方向右，即，隨著角速度的增大，摩擦力方向可能變成向左，即，故可能存在，摩擦力向左和向右時相等的情況，B錯誤D正確．