Question

13．如圖所示，AB、BC均為輕桿，處在同一豎直平面內(nèi)，AB桿高為h．A、B、C三處均用鉸鏈連接，其中A、C兩點(diǎn)在同一水平面上．一個(gè)質(zhì)量為m的小球穿在BC桿上，并靜止在BC桿底端C處，不計(jì)一切摩擦．現(xiàn)在對(duì)小球施加一個(gè)水平向左的恒力F，則當(dāng)小球沿BC桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)（　�。�

• A． AB桿對(duì)BC桿的作用力方向垂直AB桿向右上方
• B． C處鉸鏈對(duì)BC桿的作用力不變
• C． A處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力方向不變
• D． A處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力先變小后變大

Answer 1

分析 桿AB、BC都是輕桿，不計(jì)重力，BC桿對(duì)AB桿的力豎直向下，否則AB會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，再結(jié)合牛頓第三定律分析AB桿對(duì)BC桿的作用力方向；
在對(duì)AB桿分析，以B點(diǎn)為支點(diǎn)，得到地面彈力豎直向上；再對(duì)AB、BC、球整體分析，根據(jù)三力匯交原理得到C處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力方向；
以C點(diǎn)為支點(diǎn)，對(duì)BC桿和球整體，根據(jù)力矩平衡條件列式求解AB桿對(duì)BC桿的彈力，然后根據(jù)牛頓第三定律，得到BC桿對(duì)AB桿的作用力大小，最后再對(duì)AB桿根據(jù)平衡條件得到A處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力大小情況．

解答 解：ACD、桿AB是輕桿，不計(jì)重力，以A點(diǎn)為支點(diǎn)，根據(jù)力矩平衡條件，BC桿對(duì)AB桿的力豎直向下，否則合力矩不為零，不能平衡；
根據(jù)牛頓第三定律，AB桿對(duì)BC桿的彈力豎直向上，設(shè)為N，對(duì)BC桿和球整體，以C點(diǎn)為支點(diǎn)，有：
F•h=N•AC
由于h變大，故N變大；
再對(duì)AB桿分析，受A處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力和BC桿對(duì)AB桿的作用力，根據(jù)平衡條件，A處鉸鏈對(duì)AB桿的作用力豎直向上，大小增大，故AD錯(cuò)誤，C正確；
B、對(duì)AB、BC、球整體分析，受已知力F、球的重力G、地面對(duì)A的推力，其中重力G和推力F的合力方向是垂直BC桿向上，用一個(gè)力代替，根據(jù)三力匯交原理得到C處鉸鏈對(duì)BC桿的作用力方向是不斷改變的，不是恒力，故B錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是靈活選擇研究對(duì)象，受力分析后結(jié)合力矩平衡條件列式；
隔離法與整體法
①整體法：以幾個(gè)物體構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行求解．在許多問(wèn)題中用整體法比較方便，但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力．
②隔離法：從系統(tǒng)中選取一部分（其中的一個(gè)物體或兩個(gè)物體組成的整體，少于系統(tǒng)內(nèi)物體的總個(gè)數(shù)）進(jìn)行分析．隔離法的原則是選取受力個(gè)數(shù)最少部分的來(lái)分析．
③通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)作用時(shí)，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時(shí)，用隔離法．有時(shí)在解答一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取研究對(duì)象，需要整體法與隔離法交叉使用．