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兩點在同一水平面上．一個質(zhì)量為m的小球穿在BC桿上，并靜止在BC桿底端C處，不計一切摩擦．現(xiàn)在對小球施加一個水平向左的恒力F，則當小球沿BC桿向上運動時（　�。�

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

Answer 1

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

解答 解：ACD、桿AB是輕桿，不計重力，以A點為支點，根據(jù)力矩平衡條件，BC桿對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BC桿的彈力豎直向上，設(shè)為N，對BC桿和球整體，以C點為支點，有：
F•h=N•AC
由于h變大，故N變大；
再對AB桿分析，受A處鉸鏈對AB桿的作用力和BC桿對AB桿的作用力，根據(jù)平衡條件，A處鉸鏈對AB桿的作用力豎直向上，大小增大，故AD錯誤，C正確；
B、對AB、BC、球整體分析，受已知力F、球的重力G、地面對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，用一個力代替，根據(jù)三力匯交原理得到C處鉸鏈對BC桿的作用力方向是不斷改變的，不是恒力，故B錯誤；
故選：C

點評 本題關(guān)鍵是靈活選擇研究對象，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：以幾個物體構(gòu)成的整個系統(tǒng)為研究對象進行求解．在許多問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（其中的一個物體或兩個物體組成的整體，少于系統(tǒng)內(nèi)物體的總個數(shù)）進行分析．隔離法的原則是選取受力個數(shù)最少部分的來分析．
③通常在分析外力對系統(tǒng)作用時，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時，用隔離法．有時在解答一個問題時要多次選取研究對象，需要整體法與隔離法交叉使用．