题目内容

7.城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂.如图是这类结构的一种简化模型,硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动,右端O点通过钢索挂于A点,钢索和硬杆所受的重力均可忽略.有一质量不变的重物悬挂于O点,现将钢索缓慢变短,并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动,以保证硬杆始终处于水平.则在上述变化过程中,钢索对O点的拉力增大,硬杆对O点的弹力增大,钢索和硬杆对O点的作用力的合力不变(填“变大”、“变小”或“不变”).

分析 以O点为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求解钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力.将钢索缓慢变短,并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动时,θ减小,分析钢索和硬杆对O点的作用力的变化.B0始终水平,O点始终平衡,AO对O点拉力与杆BO对O点支持力的合力与重力平衡,保持不变.

解答 解:以O点为研究对象,分析受力,作出力图,

根据平衡条件得:
钢索AO对O点的拉力FAOsinθ=G=mg,则FAO=$\frac{mg}{sinθ}$,杆BO对O点的支持力FBO=Gcotθ=mgcotθ,
将钢索缓慢变短,并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动,θ减小,则FAO增大,FBO增大,
B0始终水平,O点始终平衡,钢索和硬杆对O点的作用力的合力与重力平衡,保持不变.
故答案为:增大;增大;不变

点评 本题是实际问题,为受力分析中的动态平衡问题,解决本题时要注意先进行受力分析,作出受力分析图,根据平衡条件求解.

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