Question

如圖所示，在一根水平的粗糙的直橫梁上，套有兩個質量均為m的鐵環，兩鐵環系有等長的細繩，共同拴著質量為M的小球，兩鐵環與小球均保持靜止，現使兩鐵環間距離增大少許，系統仍保持靜止，則水平橫梁對鐵環的支持力F_N和摩擦力f 將（　　）

A．F_N增大，f不變

B．F_N增大，f增大

C．F_N不變，f不變

D．F_N不變，f增大

Answer 1

分析：以兩個鐵環和小球組成的系統為研究對象，分析受力情況，判斷橫梁對鐵環的支持力F_N的變化情況．隔離任一小環研究，分析受力情況，判斷摩擦力f的變化情況．

解答：解：以兩個鐵環和小球組成的系統為研究對象，豎直方向受到重力和水平橫梁對鐵環的支持力F_N和摩擦力f，力圖如圖1所示．根據平衡條件得：2F_N=（M+2m）g，得到
F_N=

1

2

(M+2m)g，可見，水平橫梁對鐵環的支持力F_N不變．
   以左側環為研究對象，力圖如圖2所示．
豎直方向：F_N=Fsinα+mg  ①
水平方向：Fcosα=f      ②
由①分析可知F_N，mg不變，α減小，則F增大．
由②分析cosα增大，F增大，則f增大．
故選D

點評：本題是力平衡中動態變化分析的問題，要靈活選擇對象，分析受力，作出力圖是關鍵．