如图所示,水平地面上竖直地固定着一个光滑的圆环,一个质量为m的小球套在环上,圆环最高点有一小孔,细线一端被人牵着,另一端穿过小孔与小球相连,使球静止于A处,此时细线与竖直成θ角,重力加速度为g,则不正确的说法是(  )A. 球在A处时,球对细线的拉力为2mgsinθB. 球在A处时,球对圆环的压力为mgC. 将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,球对细线的拉力变小D. 将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,球对圆环的压力不变

问题描述:

如图所示,水平地面上竖直地固定着一个光滑的圆环,一个质量为m的小球套在环上,圆环最高点有一小孔,细线一端被人牵着,另一端穿过小孔与小球相连,使球静止于A处,此时细线与竖直成θ角,重力加速度为g,则不正确的说法是(  )
A. 球在A处时,球对细线的拉力为2mgsinθ
B. 球在A处时,球对圆环的压力为mg
C. 将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,球对细线的拉力变小
D. 将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,球对圆环的压力不变

A、B、小球沿圆环缓慢上移可看做平衡状态,对小球进行受力分析,小球受重力G、拉力F、支持力N三个力,受力平衡,作出受力分析图如下:

由图可知△OAF∽△GFA
即:

G
R
=
F
AP
=
N
R

解得:
F=
AP
R
•mg

N=G=mg
由于cosθ=
1
2
AP
R
,故F=2mgcosθ;
故A错误,B正确;
C、D、将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,半径不变,AP长度减小,角θ变大,故F减小,N不变,故C正确,D正确;
本题选择错误的,故选:A.
答案解析:对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出AP与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力的表达式.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
知识点:相似三角形法在处理共点力的动态平衡时较为常见,当无法找到直角时,应考虑应用此法.