Question

如图所示，在一根水平的粗糙的直横梁上，套有两个质量均为m的铁环，两铁环系有等长的细绳，共同拴着质量为M的小球，两铁环与小球均保持静止，现使两铁环间距离增大少许，系统仍保持静止，则水平横梁对铁环的支持力F_N和摩擦力f 将（　　）

A．F_N增大，f不变

B．F_N增大，f增大

C．F_N不变，f不变

D．F_N不变，f增大

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F_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：2F_N=（M+2m）g，得到
F_N=

1

2

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

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