Question

如图，在一根水平粗糙的直横杆上，套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长的细绳，共同拴住质量为M的小球，若两铁环与小球原处于静止状态，现使两铁环间距离增大少许而仍保持系统平衡，则水平横杆对铁环的支持力N和摩擦力f的可能变化是（　　）

A、N不变，f减小

B、N不变，f增大

C、N增大，f增大

D、N增大，f不变

Answer 1

分析：以两个铁环和小球组成的系统为研究对象，分析受力情况，判断横梁对铁环的支持力N的变化情况．隔离任一小环研究，分析受力情况，判断摩擦力f的变化情况

解答：解：以两个铁环和小球组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力F_N和摩擦力f，力图如图1所示．根据平衡条件得：2N=（M+2m）g，
得到N=

1

2

（M+2m）g，可见，水平横梁对铁环的支持力N不变．
以左侧环为研究对象，力图如图2所示．
竖直方向：N=Fsinα+mg ①
水平方向：Fcosα=f ②
由①分析可知N，mg不变，α减小，则F增大．
由②分析cosα增大，F增大，则f增大．
故选B

点评：本题是力平衡中动态变化分析的问题，灵活选择对象，分析受力，作出力图是关键．