如图所示,光滑细杆竖直固定在天花板上,定滑轮A、B关于杆对称,轻质圆环C套在细杆上,通过细线分别与质量为、
(
)的物块相连.现将圆环C在竖直向下的外力F作用下缓慢向下移动,滑轮与转轴间的摩擦忽略不计.则在移动过程中( )
A.外力F保持不变
B.杆对环C的作用力不断增大
C.杆对环C的作用力与外力F合力不断增大
D.杆对环C的作用力与外力F合力的方向保持不变
答案:C
题目分析:A、B设绳子与水平方向的夹角为,左侧绳子的拉力大小为
,右侧绳子的拉力大小为
,则根据正交分解得:竖直方向有
,而
,
,则
,随着圆环向下移动,
增大,
增大,则
增大;水平方向有杆对圆环的作用
,
增大,
减小,则
减小.故选项A、B均错误。圆环受到外力
、杆对圆环的作用和两绳的拉力,由平衡条件得知,杆对环C的作用力与外力F合力等于两绳拉力的合力,而两绳拉力大小不变,夹角减小,其合力增大,则得杆对环C的作用力与外力F合力增大.故C正确.两绳拉力大小不变,夹角在变化,它们的合力方向在改变,故杆对环C的作用力与外力F合力的方向是变化的.故D错误.故选C。