问题 选择题

如图所示,XPY为直角支架,两根细绳的一端都拴在重物O上,另一端分别固定于支架的A、B两点.开始时,杆PX、绳OB水平,杆PY竖直,绳OA与水平方向夹角为60°.现使支架绕过P的水平轴在竖直平面内顺时针方向缓慢转动至杆PY水平,在上述过程中,绳OA、OB的拉力FA、FB的变化情况是(  )

A.FA减小,FB先减小后增大

B.FA减小,FB先增大后减小

C.FA先减小后增大,FB增大

D.FA先增大后减小,FB增大

答案

选取水平和竖直方向正交分解,设OB与水平方向夹角为α

当α≤60°时

则水平方向FBcosα=FAcos(60°-α)

   竖直方向FBsin(60°-α)+FAsinα=mg

   解得FA=

mgcosα
sin60°

          FB=

mgcos(60°-α)
sin60°

  此过程中随α的增大  FA减小  FB增大

当α≥60°时

则水平方向FBcosα=FAcos(α-60°)

   竖直方向FBsinα=FAsin(α-60°)+mg

解得FA=

mgcosα
sin60°

    FB=

mgcos(α-60°)
sin60°
,此过程中随α的增大  FA减小  FB增大减小

当α=90°时,FA=0.故B正确,A、C、D错误.

故选B.

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