Question

如图所示，一个质量为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。现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力，其中为常数，则圆环运动过程中（   ）

A.最大加速度为

B.最大加速度为

C.最大速度为

D.最大速度为

Answer

D

【解析】

试题分析：①当，即：，，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，加速度为0。

②当，，速度时，圆环水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，减小，圆环所受的杆的摩擦力，则摩擦力增大，加速度增大，当速度为零时，加速度最大，最大速度为初速度；

③当，，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，也减小，加速度减小，当，时，圆环做匀速直线运动，由牛顿第二定律得：，最大加速度：；综合以上分析可知，ABC错误，D正确。

考点：牛顿运动定律综合

【名师点睛】本题考查了求最大加速度、最大速度问题，对圆环正确受力分析、分析清楚圆环运动过程是正确解题的前提与关键，应用牛顿第二定律即可正确解题；要讨论与的关系，然后根据各种情况答题，这是容易出错的地方。