Question

【題目】如圖所示，質量為m的小球固定在輕彈簧和輕桿的一端，輕彈簧的另一端固定在墻壁上的A點，輕桿的另一端通過鉸鏈連于墻壁上的O點，輕彈簧的自然長度與桿長相等。小球靜止時，輕彈簧處于水平，輕桿與墻壁成θ＝30°。從某時刻開始，給小球施加豎直向上的力F，使小球緩慢移動到B位置，OB處于水平。整個過程中彈簧一直處于彈性限度內，下列說法中正確的是（ ）

A. 小球在移動過程中可能受到3個力作用

B. 若彈簧有彈力，則彈力的大小一定不等于桿對小球的作用力的大小

C. 彈簧的彈力先減小后增大，且末態時彈力大于初態時彈力

D. 力F先增大后減小

Answer 1

【答案】B

【解析】A、小球在向上移動過程中，當彈簧恢復原長時，此時小球所受彈簧的彈力T1＝0，因小球的重力G及F的方向均在豎直方向，此時必然有輕桿沿桿方向對小球的作用力T2＝0，若T2≠0，則T2在水平方向的分力T2x≠0，小球無法處于平衡狀態，此時小球僅受兩個力作用，故A錯誤；

B、若小球所受的彈力與輕桿的支持力或拉力大小相等，T1＝T2，它們的合力一定是豎直方向，此時由幾何關系可知彈簧的長度與桿長相等，此時T1＝T2＝0，除此以外T1≠T2，故B正確；

C、初態時彈簧的壓縮量是（桿長），末態時彈簧的伸長量是，所以末態時彈簧的彈力小于初態時彈簧的彈力，故C錯誤；

D、小球剛開始向上運動過程中，F逐漸增大，當彈簧恢復原長前后，彈簧的彈力和輕桿對小球的作用力均發生改變，兩力的方向分別變為左向下和右向下，此后小球再向上運動過程中， F一直增大，剛開始時向上的力，彈簧恢復原長時向上的力F2＝G，輕桿水平時向上的力，故D錯誤；

故選B。