Question

如圖，傾斜固定直桿與水平方向成60°角，直桿上套有一個圓環(huán)，圓環(huán)通過一根細線與一只小球相連接．當(dāng)圓環(huán)沿直桿下滑時，小球與圓環(huán)保持相對靜止，細線伸直，且與豎直方向成30°角．下列說法中正確的是（ ）

A．圓環(huán)不一定加速下滑
B．圓環(huán)可能勻速下滑
C．若已知小球質(zhì)量，可以求得細線的張力大小
D．圓環(huán)與桿之間一定存在摩擦，若已知圓環(huán)和小球質(zhì)量，即可求得圓環(huán)與桿之間的摩擦力大小

Answer 1

【答案】分析：球與環(huán)保持相對靜止，它們的運動狀態(tài)相同，對球受力分析，由牛頓第二定律求出加速度，然后對環(huán)進行受力分析，判斷環(huán)與桿之間是否存在摩擦．
解答：解：A、B、C、小球受力如圖所示：

由牛頓第二定律得：
T=mg
F=mg=ma
故a=m/s²，
環(huán)與小球相對靜止，它們的運動狀態(tài)相同，小球加速向下運動，則環(huán)也加速下滑，故AB錯誤，C正確；
D、假設(shè)圓環(huán)與桿之間沒有摩擦力，以圓環(huán)與小球組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得：
m′gsin60°=m′a′，解得a′=5m/s²＞a，則假設(shè)錯誤，圓環(huán)與桿間存在摩擦力；對小球和環(huán)分別受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律列式，可以求解出摩擦力大��；故C錯誤，D正確；
故選CD．
點評：巧妙選擇研究對象，對物體正確受力分析、應(yīng)用牛頓第二定律即可正確解題．