Question

13．如图所示，AB、BC均为轻杆，处在同一竖直平面内，AB杆高为h．A、B、C三处均用铰链连接，其中A、C两点在同一水平面上．一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在BC杆底端C处，不计一切摩擦．现在对小球施加一个水平向左的恒力F，则当小球沿BC杆向上运动时（　　）

• A． AB杆对BC杆的作用力方向垂直AB杆向右上方
• B． C处铰链对BC杆的作用力不变
• C． A处铰链对AB杆的作用力方向不变
• D． A处铰链对AB杆的作用力先变小后变大

Answer 1

分析 杆AB、BC都是轻杆，不计重力，BC杆对AB杆的力竖直向下，否则AB会转动，再结合牛顿第三定律分析AB杆对BC杆的作用力方向；
在对AB杆分析，以B点为支点，得到地面弹力竖直向上；再对AB、BC、球整体分析，根据三力汇交原理得到C处铰链对AB杆的作用力方向；
以C点为支点，对BC杆和球整体，根据力矩平衡条件列式求解AB杆对BC杆的弹力，然后根据牛顿第三定律，得到BC杆对AB杆的作用力大小，最后再对AB杆根据平衡条件得到A处铰链对AB杆的作用力大小情况．

解答 解：ACD、杆AB是轻杆，不计重力，以A点为支点，根据力矩平衡条件，BC杆对AB杆的力竖直向下，否则合力矩不为零，不能平衡；
根据牛顿第三定律，AB杆对BC杆的弹力竖直向上，设为N，对BC杆和球整体，以C点为支点，有：
F•h=N•AC
由于h变大，故N变大；
再对AB杆分析，受A处铰链对AB杆的作用力和BC杆对AB杆的作用力，根据平衡条件，A处铰链对AB杆的作用力竖直向上，大小增大，故AD错误，C正确；
B、对AB、BC、球整体分析，受已知力F、球的重力G、地面对A的推力，其中重力G和推力F的合力方向是垂直BC杆向上，用一个力代替，根据三力汇交原理得到C处铰链对BC杆的作用力方向是不断改变的，不是恒力，故B错误；
故选：C

点评 本题关键是灵活选择研究对象，受力分析后结合力矩平衡条件列式；
隔离法与整体法
①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．
②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．
③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用．