一轻杆BO,其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示.现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是(  )A. FN先减小,后增大,F 不变B. FN不变,F减小C. F先减小,后增大,FN不变D. F不变,FN增大

问题描述:

一轻杆BO,其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示.现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是(  )
A. FN先减小,后增大,F 不变
B. FN不变,F减小
C. F先减小,后增大,FN不变
D. F不变,FN增大

设物体的重力为G.以B点为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.

作出力FN与F的合力F2,根据平衡条件得知,F2=F1=G.由△F2FNB∽△ABO得:

FN
F2
=
L
AO

得到 FN=
L
AO
G
式中,L、AO、G不变,则FN保持不变.
同理:
F
F2
=
l
AO

得到F=
l
AO
G,
式中,AO、G不变,但是l逐渐减小,所以F逐渐减小.
故选B.
答案解析:当细绳缓慢拉动时,整个装置处于动态平衡状态,以B点为研究对象,分析受力情况,作出力图.根据平衡条件,运用三角形相似法,得出FN与边长AO、BO及物体重力的关系,再分析FN的变化情况.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
知识点:本题中涉及非直角三角形,运用几何知识研究力与边或角的关系,是常用的思路,但目前在一些省份(如:江苏)的高考中已经不做要求.