受力分析中的动态平衡问题

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受力分析中的动态平衡问题
在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。

这类问题中的一部分力是变力,是动
态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。

解决这类问题的一
般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。

物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平
衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。

方法一:三角形图解法
特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常
为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发
生变化的问题。

【例1】如图所示,三段绳子悬挂一物体,开始时OA 、OB 绳与竖直方向夹角θ=30,
现使O 点保持不动,把OB 绳子的悬点移到竖直墙与O 点在同一水平面的C 点,在移动过
程中,则关于OA 、OB 绳拉力的变化情况,正确的是( )
A .OA 绳上的拉力一直在增大
B .OA 绳上的拉力先增大后减小
C .OB 绳上拉力先减小后增大,最终比开始时拉力大
D .OB 绳上拉力先减小后增大,最终和开始时相等
【答案】AD
【解析】对O 点受力分析如图所示,因O 点静止,两绳拉力的
合力mg F =合不变,B F 方向顺时针移动,由动态图可知A F 一直增
大,B F 先减小,后增大,又由对称性可知,最终和开始时相等,故
A 、D 正确。

【练习1】如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向
逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将( )
A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大
【答案】D
【解析】因为G、N、T三力共点平衡,故三个力可以构成一个矢量三
角形,其中G的大小和方向始终不变,N的方向也不变,大小可变,T的
大小、方向都在变.在绳向上偏移的过程中,可以作出一系列矢量三角形,
如图所示.显然易见在T变化到与N垂直前,T是逐渐变小的,然后T又逐
渐变大,故应选D。

同时看出斜面对小球的支持力N是逐渐变小的。

【练习2】如图所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为O。

人沿水平方向拉着OB绳,物体和人均处于静止状态。

若人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是()
A.OA绳中的拉力先减小后增大B.OB绳中的拉力不变
C.人对地面的压力逐渐减小D.地面对人的摩擦力逐渐增大
【答案】D
【解析】竖直轻绳对O点向下的拉力等于物体所受的重力,即F
=mg,将此拉力进行分解,F沿OB向右的分力F1=F OB,F沿OA
向下的分力F2=F OA,当人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距
离时,OA与竖直方向的夹角变大,F2由图中1位置变到2位置,可见F2变大,F1变大,即OA绳拉力变大,OB绳拉力变大,根据平衡条件知地面对人的摩擦力增大;人对地面的压力始终等于人所受的重力,保持不变,故只有D正确。

方法二:相似三角形法。

特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化,且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题
【例2】一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆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A O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F N的大小变化情况是( )
A .F N 先减小,后增大
B .F N 始终不变
C .F 先减小,后增大
D .F 始终不变
【答案】B
【解析】选B 点为研究对象,B 点受三个力的作用而平衡,重力G ,杆的支持力F N ,绳
的拉力F ,力的矢量三角形和△AOB 相似,可得H L G F N =,故F N 不变;H
l G F =,故F 变小 【练习3】如图所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小
滑轮,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮,后用力拉住,使
小球静止.现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A 到半球的顶点B 的过程中,半球对小球的
支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是( )
A .N 变大,T 变小
B .N 变小,T 变大
C .N 变小,T 先变小后变大
D .N 不变,T 变小
【答案】D
【解析】可将图甲进一步画成图甲,设球面半径为R ,BC =h ,
AC =L ,AO =R ',选小球为研究对象,小球受三个力的作用而平衡,
重力G ,半球的支持力N ,绳的拉力T ,力的矢量三角形如图乙所
示,由于它和△COA 相似,可得
G T N h R L R =='+ ∴ ,R L N G T G h R h R
'==++ 因h 、R 、G 、R '为定值,所以N 为定值不变。

T 与L 成正比,由A 到B 的过程中,L 变小,
因此T 变小。

故选项D 正确。

【练习4】如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点处有一个光滑的小孔,质
量为m 的小球套在圆环上,一根细线的下端拴着小球,上端穿过小孔用手拉住。

现拉动细
线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中,手对线的拉力F 和轨道对小球的弹力N 的大
小的变化情况是( )
A .F 大小将不变
B .F 大小将增大
C .N 大小将不变
D .N 大小将增大
【答案】C
【解析】对小球受力分析,其受到竖直向下的重力G ,圆环对小
球的弹力N 和线的拉力F 作用,小球处于平衡状态,G 大小方向恒定,
N 和F 方向不断在变化,如图所示,可知矢量三角形AGF 1与长度三
角形BOA 相似,得出:AB
F OA N OB
G 1==,又因为在移动过程中,OA 与OB 的长度不变,而AB 长度变短,所以N 不变,F 1变小,即F 变小,故C 选项正确。

方法三:解析法
特点:解析法适用的类型为一根绳挂着光滑滑轮,三个力中其中两个力是绳的拉力,由
于是同一根绳的拉力,两个拉力相等,另一个力大小、方向不变的问题。

【例3】如图所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻
小滑轮悬挂重物G =40N ,绳长L =2.5m ,OA =1.5m ,讨论:
(1)当B 点位置固定,A 端缓慢左移时,绳中张力如何变化?
(2)当A 点位置固定,B 端缓慢下移时,绳中张力又如何变化?
【答案】(1)变大 (2)不变
【解析】(1)变大 利用绳长恒定易知绳与竖直方向的夹角变大;又因为竖直方向上的
分力始终等于物体的重力,所以拉力变大 .
(2)不变 用数学知识可以推出绳子与水平方向的夹角恒定.又因为竖直方向上的分力始
终等于物体的重力,所以绳上的拉力不变.
【练习5】如图所示,轻杆BC 一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮C ,重物系
一绳经C 固定在墙上的A 点,滑轮与绳的质量及摩擦均不计,若将绳一端从A 点沿墙稍向
上移,系统再次平衡后,则()
A.绳的拉力增大B.轻杆受到的压力减小,且杆与AB的夹角变大C.绳的拉力大小不变D.轻杆受的压力不变
【答案】BC
【解析】对C进行受力分析如图所示,根据力的平衡条件和对称性可知F AC
=F CD=G。

A点上移后绳上拉力大小不变,一直等于重物的重力,故选项A错
误,C正确;A点上移后AC与CD的夹角变大,则合力变小,即轻杆受到的压
力减小,方向沿杆方向并且沿∠ACD的角平分线,根据几何知识知∠BCD变大,
即杆与AB夹角变大,则选项B正确,D错误。

【练习6】如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕过滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端挂一重物,BO与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()
A.只有角θ变小,作用力才变大B.只有角θ变大,作用力才变大
C.不论角θ变大或变小,作用力都是变大D.不论角θ变大或变小,作用力都不变【答案】.D
【解析】对滑轮受力分析,受两个绳子的拉力和杆的弹力;滑轮一直保持静止,合力为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线;由于两个绳子的拉力大小等
于重物的重力,大小不变,方向也不变,故两个拉力的合力为
2mg ,与水平方向成45°
斜向右下方,选项D 正确。

方法四:作辅助圆法 特点:作辅助圆法适用的问题类型可分为两种情况:①物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,另两个力大小、方向都在改变,但动态平衡时两个力的夹角不变。

②物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,动态平衡时一个力大小不变、方向改变,另一个力大小、方向都改变。

【例4】如图所示,物体G 用两根绳子悬挂,开始时绳OA 水平,现将两绳同时顺时针转过90°,且保持两绳之间的夹角α不变)90(0
>α,物体保持静止状态,在旋转过程中,设绳OA 的拉力为F 1,绳OB 的拉力为F 2,则( )
A .F 1先减小后增大
B .F 1先增大后减小
C .F 2逐渐减小
D .F 2最终变为零
【答案】BCD
【解析】取绳子结点O 为研究对角,受到三根绳的拉力,如
图3-2所示分别为F 1、F 2、F 3,将三力构成矢量三角形(如图3-3
所示的实线三角形CDE),需满足力F 3大小、方向不变,角∠ CDE
不变(因为角α不变),由于角∠DCE 为直角,则三力的几何关系
可以从以DE 边为直径的圆中找,则动态矢量三角形如图3-3中一画出的一系列虚线表示的三角形。

由此可知,F 1先增大后减小,F 2随始终减小,且转过90°时,当好为零。

正确答案选项为B 、C 、D
【练习7】如图所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,用M 、N 两个测力计(图中未画出)通过细线拉橡皮条的端点,使其到达O 点,此时α+β=90°,然后保持M 的示数不变,而使α角减小,为保持端点位置不变,可采用的办法是( )
A .减小N 的示数同时减小β角
B .减小N 的示数同时增大β角
C .增大N 的示数同时增大β角
D .增大N 的示数同时减小β角
【答案】A
【解析】以结点O 为研究对角,受到三个拉力,如图所示分
别为F M 、F N 、F 合,将三力构成矢量三角形(如图所示的实线三角
形),以O 为圆心,F M 为半径作圆,需满足力F 合大小、方向不变,
角α减小,则动态矢量三角形如图中画出的一系列虚线表示的三
角形。

由此可知F N 的示数减小同时β角减小。

故选A 。

【例5】半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MN 。

在P 与MN 之间放一个光滑均匀的小圆柱体Q ,整个装置处于静止,如图所示。

若用外力使MN 保持竖直,缓慢地向右移动,在Q 到达地面以前,P 始终保持静止,在此过程中,下列说法正确的是( )
A .MN 对Q 的弹力逐渐增大
B .地面对P 的摩擦力逐渐增大
C .P 、Q 间的弹力先减小后增大
D .Q 所受的合力逐渐增大
【答案】AB
【解析】以Q 为研究对象,受重力G Q 、P 对Q 的弹力F P 、M 板对Q 的弹力F 1的作用而平衡,如图所示:
当Q 下移时,F P 的方向顺时针偏转,由图可知,挡板的弹力逐渐增大(由图中F 1变为F 2),P 对Q 的弹力也逐渐增大(由图中AB 1变为AB 2),故选项A 对,选项C 错。

Q 所受
O F 合
F N F M
合力始终为零。

【练习8】如图所示,顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F作用于物体B上,将物体B缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A仍然保持静止.在此过程中下列说法正确的是()
A.水平力F是恒力
B.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
C.斜面体对物体A的作用力不变
D.斜面体所受地面的支持力一定不变
【答案】D
【练习9】如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上。

现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动。

在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力F N的变化情况是()
A.F逐渐增大,F摩保持不变,F N逐渐增大
B.F逐渐增大,F摩逐渐增大,F N保持不变
C.F逐渐减小,F摩逐渐增大,F N逐渐减小
D.F逐渐减小,F摩逐渐减小,F N保持不变
【答案】D
【解析】物体在3个力的作用下处于平衡状态,根据矢量三角形法,画出力的矢量三角形,如图所示。

其中,重力的大小和方向不变,力F的方向不变,绳子的拉力F T与竖直方向的夹角θ减小,由图可以看出,F随之减小,F摩也随之减小,故选项D正确。

课后作业
1.如图所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为O。

人沿水平方向拉着OB绳,物体和人均处于静止状态。

若人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是()
A.OA绳中的拉力先减小后增大
B.OB绳中的拉力不变
C.人对地面的压力逐渐减小
D.地面对人的摩擦力逐渐增大
【答案】D
【解析】
竖直轻绳对O点向下的拉力等于物体所受的重力,即F=mg,将此拉力进行分解,F 沿OB向右的分力F1=F OB,F沿OA向下的分力F2=F OA,当人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离时,OA与竖直方向的夹角变大,F2由图中1位置变到2位置,可见F2变大,F1变大,即OA绳拉力变大,OB绳拉力变大,根据平衡条件知地面对人的摩擦力增大;人对地面的压力始终等于人所受的重力,保持不变,故只有D正确。

2.如图所示,相隔一定距离的两个完全相同的小圆柱体a、b被固定在等高的水平线上,一根细绳跨过这两个圆柱体,细绳的下端悬挂一个重物。

若细绳和圆柱体之间无摩擦且重物质量一定时,则细绳越长()
A.细绳张力越小,细绳对圆柱体a的作用力越大
B.细绳张力越小,细绳对圆柱体a的作用力越小
C.细绳张力越大,细绳对圆柱体a的作用力越小
D.细绳张力越大,细绳对圆柱体a的作用力越大
【答案】B
【解析】
重物受力分析如图所示,根据对称性可知F A=F B,由平衡条件可得2F A cos α=G,绳越长时,α越小,cos α越大,则F A越小,所以细绳越长时,细绳的张力将越小;细绳对圆柱体a的作用力,即为圆柱体a受到的两股细绳的张力的合力,细绳越长,细绳的张力越小,且两股细绳张力的夹角越大,其合力越小,故A、C、D错误,B正确。

3.如图所示,一根绳子一端固定于竖直墙上的A点,另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B,其中绳子的P A段处于水平状态,另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连,在绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的外力F,使整个系统处于平衡状态,滑轮均为光滑、轻质、且均可看作质点,现拉动绳子的端点O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态,则该平衡状态与原平衡状态相比较()
A.拉力F增大B.拉力F减小C.角θ不变D.角θ减小
【答案】AD
【解析】
绳子的端点O缓慢向左移动一小段距离后,绳QP要变短,动滑轮要向左上移,绳P A 和PB间的夹角变小,而绳QP位于P A和PB间的角平分线上,所以角θ变小。

经过滑轮P的绳子拉力大小相等,等于mg,两根绳子的合力与QP绳的拉力大小相等,方向相反。

因为夹角变小,合力变大,QP绳的拉力就变大,所以拉力F变大。

故A、D正确,B、C错误。

4.如图所示,A球被固定在竖直支架上,A球正上方的点O悬有一轻绳拉住B球,两球之间连有轻弹簧,平衡时绳长为L,张力为T1,弹簧弹力为F1.若将弹簧换成原长相同的劲度系数更小的轻弹簧,再次平衡时绳中的张力为T2,弹簧弹力为F2,则()
A .T 1>T 2
B .T 1=T 2
C .F 1<F 2
D .F 1>F 2
【答案】BD
【解析】以小球B 为研究对象,分析受力情况,由平衡条件可知,弹簧的弹力N 和绳子的拉力F 的合力F 合与重力mg 大小相等,方向相反,即F 合=mg ,作出力的合成力如图。

由三角形相似得 F F OA OB 合,又由题OA=OB=L ,得F=F 合=mg ,可见,绳子的拉力F 只与小球B 的重力有关,与弹簧的劲度系数k 关,所以得到F 1=F 2,B 正确;同理可得D 正确。

5.如图所示,三根长度均为L 的轻绳分别连接于C 、D 两点,A 、B 两端被悬挂在水平天花板上,相距2L .现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物,为使CD 绳保持水平,在D 点上可施加力的最小值为( )
A .mg
B .
3
3mg C .0.5mg D .0.25mg 【答案】 C
6.如图所示,不计质量的光滑小滑轮用 细绳悬挂于墙上的O 点,跨过滑轮的细绳连接物块A 、B ,A 、B 都处于静止状态,现将物块B 移至C 点后,A 、B 仍保持静止,下列说法中正确的是( )
A.B与水平面间的摩擦力增大
B.绳子对B的拉力增大
C.悬于墙上的绳所受拉力不变
D.A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等
【答案】AD
【解析】由于连接AB的为同一绳子,拉力不变,B错误;悬于墙上的绳的力大小与连接AB绳的合力大小相等,故D正确,C错误;对B做受力分析可知A正确。

7.如图所示,A、B两物体的质量分别为m A、m B,且m A>m B,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是()
A.物体A的高度升高,θ角变大
B.物体A的高度降低,θ角变小
C.物体A的高度升高,θ角不变
D.物体A的高度不变,θ角变小
【答案】C
【解析】最终平衡时,绳的拉力F大小仍为m A g,由二力平衡可得2F sin θ=m B g,故θ角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C正确.8.如图所示,轻绳OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圆环,一根系着物体的轻绳穿过圆环后,另一端固定在墙上B点,且OB处于水平。

现将A点缓慢沿天花板水平向右移动,且OB段的轻绳始终保持水平,则OA、OB段轻绳所受的拉力的大小F T A、F T B 的变化情况是()
A.F T A增大,F T B不变B.F T A、F T B均不变
C.F T A不变,F T B增大D.F T A、F T B均减小
【答案】B
【解析】因为圆环光滑,则OC、OB段轻绳所受的拉力的大小F T C、F T B始终相等,且等于物体的重力。

又OB段轻绳始终保持水平,OC段轻绳始终保持竖直,则A点缓慢右移,圆环也随之右移,角θ不变,由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变。

故B项正确。

9.如图所示,物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮.A静止在倾角为30°的斜面上,B 被悬挂着.已知质量m A=2m B,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由30°增大到50°,但物体仍保持静止,那么下列说法中正确的是()
A.绳子的张力将增大
B.物体A对斜面的压力将减小
C.物体A受到的静摩擦力将先增大后减小
D.滑轮受到的绳的作用力不变
【答案】B
【解析】由于B物体的质量保持不变,且B物体静止,所以绳的张力保持不变,A项错误;以A物体为研究对象,在垂直于斜面的方向上有m A g cos θ=N,沿斜面方向有2m B g sin θ-m B g=F f,当斜面的倾角为30°时,摩擦力恰好为0,当斜面的倾角增大时,支持力减小,静摩擦力增大,B项正确,C项错误;在斜面倾角增大的过程中,绳子的张力不变,但是夹角减小,所以合力增大,因此D项错误.
10.如图所示,将一根不可伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点,一物体用动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间夹角为θ1,绳子张力为F1;将绳子B端移至C 点,等整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为θ2,绳子张力为F2;将绳子B端移至D 点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为θ3,绳子张力为F3,不计摩擦,则()
A.θ1=θ2=θ3B.θ1=θ2<θ3C.F1>F2>F3D.F1=F2<F3
【答案】BD
【解析】
当绳子系于A、B时设绳子结点为O,对其受力分析,如图,根据几何关系,有AO sin
θ1
2+OB sin θ1
2=AC。

同理,当绳子右端从B移动到C点时,有AO′sin θ2
2+O′B sin
θ2
2=AC,绳子长度不
变,有AO+OB=AO′+O′B,所以sin θ1
2=sin
θ2
2,故θ1=θ2。

绳子的结点受重力和两个
绳子的拉力,由于绳子夹角不变,根据三力平衡可知,绳子拉力不变,即F1=F2;绳子右端从B移动到D点时,绳子间夹角显然变大,绳子的结点受重力和两个绳子的拉力,再次根据共点力平衡条件可得F1<F3,故θ1=θ2<θ3,F1=F2<F3。

11.如图所示,物体A的表面光滑,在水平方向的外力F(方向通过球心)的作用下,物体B紧靠在表面粗糙的竖直墙壁上,A、B始终处于静止状态。

则下列说法中正确的是()
A.物体B至少受到两个摩擦力的作用
B.缓慢增大外力F,物体B受到的摩擦力一定减小
C.缓慢增大外力F,物体A对地面的压力将增大
D.缓慢增大外力F,物体B对A的压力可能不变
【答案】C
【解析】物体A表面光滑,所以A、B之间没有摩擦力存在,B最多受到墙壁施加的一个摩擦力作用,选项A错误。

隔离A对A进行受力分析,根据平衡条件可知,B对A的压力的水平分力与外力F平衡,因为B对A的压力的方向不变,所以随着F的增大,B对A
的压力增大,选项D错误。

在竖直方向上,随着F的增大,B对A的压力的竖直分力增大,故物体A对地面的压力增大,选项C正确。

把A、B视为一个整体来进行受力分析,由于B 受到的摩擦力的大小和方向无法确定,所以其变化情况也无法确定,选项B错误。

12.如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在竖直墙壁上,在水平力F的作用下,A、B静止不动,则()
A.A物体受力的个数可能为3
B.B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下
C.力F增大(A、B仍静止),A对B的压力也增大
D.力F增大(A、B仍静止),墙壁对B的摩擦力也增大
【答案】AC
【解析】隔离A物体,若A、B间没有静摩擦力,则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力作用,选项A正确;将A、B看作一个整体,整体在竖直方向上受到重力和摩擦力,所以墙对B的摩擦力方向只能向上,选项B错误;若F增大,则F在垂直B斜面方向的分力增大,所以A对B的压力增大,选项C正确;对A、B整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向上有F f=G A+G B,因此当水平力F增大时,墙壁对B的摩擦力不变,选项D错误。

13.如图所示,用绳OA、OB和OC吊着重物P处于静止状态,其中绳OA水平,绳OB与水平方向成θ角.现用水平向右的力F缓慢地将重物P拉起,用F A和F B分别表示绳OA和绳OB的张力,则()
A.F A、F B、F均增大B.F A增大,F B不变,F增大
C.F A不变,F B减小,F增大D.F A增大,F B减小,F减小
【答案】B
【解析】把OA、OB和OC三根绳和重物P看作一个整体,整体受到重
力mg,A点的拉力F A,方向沿着OA绳水平向左,B点的拉力F B,方向沿着OB绳斜向右上方,水平向右的拉力F而处于平衡状态,有:F A=F+F B cos θ,F B sin θ=mg,因为θ不变,所以F B不变.再以O点进行研究,O点受到OA绳的拉力,方向不变,沿着OA绳水平向左,OB绳的拉力,大小和方向都不变,OC绳的拉力,大小和方向都可以变化,O点处于平衡状态,因此这三个力构成一个封闭的矢量三角形(如图),刚开始F C由竖直方向逆时针旋转到图中的虚线位置,因此F A和F C同时增大,又F A=F+F B cos θ,F B不变,所以F增大,所以B正确.。

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