Question

（2012?奉賢區二模）如圖，兩長度均為5m的輕桿AB、BC，處在同一豎直平面內，A、B、C三處均用鉸鏈連接，其中A、C兩點在同一水平面上且相距5m．現在BC桿的中點處施加一水平作用力F=36N，整個裝置仍保持靜止不動，則AB桿對BC桿的作用力大小為

18

N．若持續增大力F，整個裝置仍保持靜止，則在此過程中，BC桿對C處鉸鏈的作用力方向將

保持不變

（選填“順時針轉動”、“保持不變”或“逆時針轉動”）．

Answer 1

分析：解答本題關鍵：先對AB分析受力，根據平衡力確定鉸鏈B對AB的作用力方向．
再以C為轉軸，根據力矩平衡列方程求解AB桿對BC桿的作用力大小．
對BC桿分析受力，根據平衡條件分析鉸鏈C對BC的作用力方向，即可由牛頓第三定律分析知道BC桿對C處鉸鏈的作用力方向．

解答：解：對AB桿分析：AB受到鉸鏈A和鉸鏈B的兩個力作用而平衡，由平衡條件得知：這兩個力必然大小相等、方向相反，所以鉸鏈B對AB的作用力必然沿BA方向，則AB桿對BC桿的作用力方向應沿AB方向．
以C為支點，設AB桿對BC桿的作用力大小為F′，則由力矩平衡得
F

1

2

BC?sinC=F′?ACsinA
又sinA=sinC
得到F′=

BC

2AC

F=

1

2

F=18N
對于BC桿而言，受到三個力作用：F、AB桿的作用力F′和鉸鏈C的作用力，根據平衡條件得知：鉸鏈C對BC的作用力與F、F′的合力大小相等、方向相反．若F增加，由上式得知，AB對BC的作用力F′也增加，增加的倍數相同，根據平行四邊形定則可知F與F′的合力方向不變，則鉸鏈C對BC點的作用力方向保持不變．由牛頓第三定律得知，BC桿對C處鉸鏈的作用力方向也將保持不變．
故答案為：18，不變．

點評：本題中AB是二力桿模型，平衡時它受到的兩個力必然大小相等、方向相反，作用力沿桿方向．