如圖所示,一個(gè)硬質(zhì)圓環(huán)豎直放置在地面上,兩根輕桿OA、OB一端由鉸鏈(圖中未畫出)連接在圓環(huán)圓心O處,另一端也由鉸鏈分別連接在圓環(huán)A、B兩點(diǎn)。重物G由一根輕繩OC懸掛在O點(diǎn)。開始時(shí),輕桿OA水平,OB與OA夾角為150°。若從圖示位置將圓環(huán)順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,桿OA對O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________;若從圖示位置將圓環(huán)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,桿OB對O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________(均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”)。
先變大后變;一直變小。
解析試題分析:將圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90°角的過程中,小球的位置保持不動(dòng),受力保持平衡,由平衡條件可知,兩桿拉力的合力不變,運(yùn)用三角定則作出力的合成圖,由正弦定理得出兩繩的拉力與OA轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系,即可分析兩力的變化情況.
設(shè)小球的重力為G,圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過過程中OA與豎直方向的夾角α?xí)r,OA和OB的拉力大小分別為T1、T2.由題,小球的位置保持不動(dòng),受力保持平衡,由平衡條件可知,兩桿拉力的合力不變,運(yùn)用三角定則作出力的合成圖,如圖,
小球受到的重力G和T1、T2組成一個(gè)閉合的三角形.由幾何知識得知,T1、T2的夾角保持60°,由正弦定理得
得,
在α從90°轉(zhuǎn)到0°的過程中,根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知,sin(120°-α)先增大后減小,而sinα減小,所以O(shè)A桿所受拉力先增大后減小,OB桿所受拉力一直減。
考點(diǎn):共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;力的合成與分解的運(yùn)用.
點(diǎn)評:本題的解題關(guān)鍵是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識得到兩繩拉力的表達(dá)式,考查運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力,同時(shí),本題用三角形定則作圖比較簡單.
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年上海市浦東新區(qū)高三4月高考預(yù)測(二模)物理試卷(解析版) 題型:填空題
如圖所示,一個(gè)硬質(zhì)圓環(huán)豎直放置在地面上,兩根輕桿OA、OB一端由鉸鏈(圖中未畫出)連接在圓環(huán)圓心O處,另一端也由鉸鏈分別連接在圓環(huán)A、B兩點(diǎn)。重物G由一根輕繩OC懸掛在O點(diǎn)。開始時(shí),輕桿OA水平,OB與OA夾角為150°。若從圖示位置將圓環(huán)順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,桿OA對O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________;若從圖示位置將圓環(huán)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,桿OB對O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________(均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”)。
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源:2013年上海市浦東新區(qū)高考物理二模試卷(解析版) 題型:填空題
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