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如图所示,AB、BC均为轻细杆,处在同一竖直平面内,AB杆高为h=0.8m.A、B、C三处均用铰接连接,其中A、C两点在同一水平面上,BC杆与水平面夹角为30°.一个质量为m=2kg的小球(可视为质点)穿在BC杆上,对小球施加一个水平向左的恒力F使小球静止在BC杆中点处,不计一切摩擦.(g取10m/s2),求:
(1)恒力F的大小;
(2)此时AB杆对B处铰链的作用力大小和方向.
分析:(1)对小球受力分析,受重力、推力和支持力,根据平衡条件并结合合成法求解即可;
(2)B对AB杆的力竖直向下(否则AB会转动),故AB杆对B的支持力竖直向上,然后对BC杆运用力矩平衡条件列式求解.
解答:解:(1)对小球受力分析,受重力、推力和支持力,如图所示

根据平衡条件,得到:F=mgtan30°=
20
3
3
N;
(2)对杆BC和球整体分析,以C点为支点,根据力矩平衡条件,有:
F?
h
2
=F′?
3
h
-mg?
3
2
h

解得:
F′≈13.3N;
答:(1)恒力F的大小为
20
3
3
N;
(2)此时AB杆对B处铰链的作用力大小为13.3N,方向竖直向上.
点评:本题关键是先对小球受力分析,求解出推力F,然后对杆BC和球整体运用力矩平衡条件列式求解.
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1
2
V0
1
2
V0
;气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中,对外做的功为W,内能增加了△U,则此过程气体
放出
放出
(选填“吸收”或“放出”)的热量为
△U+W
△U+W
.

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(
3
-1)gh
(
3
-1)gh
,此时AB杆对B处铰链的作用力大小为
mg
mg
.

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