一根水平粗糙的直横杆上,套有两个质量均为m的小铁环,两铁环上系着两条等长的细线,共同栓住一个质量为M

一根水平粗糙的直横杆上,套有两个质量均为m的小铁环,两铁环上系着两条等长的细线,共同栓住一个质量为M的球,两铁环和球均处于静止状态,如图所示,现使两铁环间距稍许增大后系统仍处于静止状态,则水平横杆对铁环的支持力N和摩擦力f的变化是(  )A.N不变,f不变B.N不变,f变大C.N变大,f变大D.N变大,f不变

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FN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.
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