Question

直角支架豎直放置，其水平段粗糙，套有小環P，豎直段光滑，套著小環Q，兩環質量均為m，兩環中間用不可伸長的繩相連，如圖所示．若將P環向左移動一小段距離后，兩環再次達到平衡，則前后兩個位置相比，以下說法正確的是（ ）

A．P環的支持力N₁變小，摩擦力f變小
B．P環的支持力N₁不變，摩擦力f變小
C．Q環受到豎直桿的彈力N₂變小，細線的拉力T不變
D．Q環受到豎直桿的彈力N₂不變，細線的拉力T減小

Answer 1

【答案】分析：要求P所受的支持力可以選整體為研究對象采用整體法，則橫桿的支持力等于整體的重力，豎桿的彈力等于水平桿對P的摩擦力．而豎桿的彈力未知，必須采用隔離法選Q為研究對象進行受力分析，此時繩的拉力在豎直方向的分力等于Q的重力，在水平方向的分量等于豎直桿的彈力，根據繩與豎直方向的夾角減小即可得到答案．
解答：解：以整體為研究對象則在豎直方向有N₁=2mg，
故將P環向左移動一小段距離后P環的支持力N₁不變．
以Q為研究對象，則Q受力情況如圖所示，故有
Tcosθ=mg
T=
由于P向左移動一小段，故θ減小，所以T減小．
而N=Tsinθ，
由于θ減小，T減小，所以N減小．
根據牛頓第三定律可知N₂=N，故N₂減小．
對整體來說N₂=f，
故P所受的摩擦力f減小．
故答案B正確．
故選B．
點評：求外界對系統的作用采用整體法，求系統內部各部分之間的作用力采用隔離法，但一定要適時轉換研究對象，例如本題中采用整體法無法求出橫桿的摩擦力時就再以Q為研究對象．