Question

（14分）如圖所示，兩個質量均為2kg的小環套在一水平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為l的輕繩一端系在小環上，另一端系在質量為4kg的木塊上，兩個小環之間的距離也為l，小環保持靜止， g取10m/s²。試求：

（1）任意一個小環對桿的壓力；
（2）小環與桿之間的動摩擦因數μ至少為多大？

Answer 1

（1） （2）

解析試題分析：（1）以兩個小環及木塊系統為研究對象，設桿對任意一個小環的支持力為，受力情況如下圖1，由平衡條件，可得：

解得
根據牛頓第三定律，可知小環對桿的壓力為：

（2）以木塊為研究對象，設繩的拉力為，受力情況如下圖2，
由平衡條件，可得：

再以一只小環為研究對象，受力情況如下圖2，

而
聯立以上各式，解得：

小環保持靜止，小環與桿之間的動摩擦因數至少為

考點：本題考查了受力分析中整體法和隔離法及平衡條件。