Question

如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初

如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度Vo，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系F=kv，其中k为常数，则圆环在运动过程中（　　）A．最大加速度为FmB．最大加速度为F+μmgmC．最大速度为F+μmgμkD．最大速度为mgk

Answer 1

①当F=mg，即：kv=mg，v=

mg

k

，圆环竖直方向不受直杆的作用力，水平方向不受摩擦力，则圆环做匀速直线运动，最大速度为v=

mg

k

，加速度为0．
②当F＜mg，kv＜mg，速度v＜

mg

k

时，圆环水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F=kv减小，圆环所受的杆的摩擦力f=μ（mg-F），则摩擦力增大，加速度增大，当速度为零时，加速度最大a_max=μg，最大速度为初速度v＜

mg

k

；
③当F＞mg，kv＞mg，v＞

mg

k

时，圆环水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F也减小，加速度减小，当F=mg，v=

mg

k

时，圆环做匀速直线运动，由牛顿第二定律得：μ（F-mg）=ma，最大加速度：a=

μ(F?mg)

m

；
综合以上分析可知，ABC错误，D正确；
故选：D．