Question

求教一道高中力学物理题

如图，墙上有两个相距L的钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为37°。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量不计的沙桶，沙桶中装有质量为m的沙子。在绳子距a点0.2L处有一固定绳圈c。若绳圈上悬挂一钩码平衡后绳的ac段正好水平，则钩码的质量为（ ）；在此平衡的基础上，如果沙桶中的沙子缓缓漏出，直至漏完的过程中，ac段绳子拉力的变化情况是（ ）。（选填“不断减小”、“不断增大”、“始终不变”、“先减小后增大”、“先增大后减小”已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
第一问我已经搞清楚，关键请教第二问

Answer 1

以C点为研究对象。受到三个力。cb方向为拉力mg，ce方向为cb拉力和ac拉力的合力Fce.又Fce=m'g.其后Fce不变。上面三个力组成蓝色矢量三角形cef.

由题意知Fce=m'g不变，mg减小，同时二绳子ac    bc和水平方向的夹角增大，上述三个力的矢量三角形变为蓝色三角形内部以红点为一个角的三角形，对应ac边的拉力先减小再增大，当mg=0时Fac=m'g

重点提示：【这是一个动态平衡问题，要熟悉平行四边形定则，灵活应用平行四边形三角形的性质等几何知识求解。】

Answer 2

先减小再增大
绳子AC拉力为F1，BC为F2，钩码重F0
这样与F1大小相同方向相反的力（F1`）就是F2和F0的合力。
在1问条件下，F1`是水平向右的，随着m的减小，重块将沿着圆周环绕A点向下移动，最简单的办法考虑两点。
1、在1问条件下，F0=F1=F1`
2、当m=0时，重块仅受AC拉力，向下，此时F0=F1=F1`
在此期间，任何一点F0>F1`，因为一直存在F2的拉力，你可以随意画这期间的一点试一下。
所以，在起点和终点都是AC拉力等于重块，而期间AC拉力都小于重块。
我们还可以继续深入，绳子AC拉力最小的位置是绳子AC和BC成90度角，此时AC和BC拉力都是（m/根2）。

Answer 3

第二问我对题目有个疑问，就是题干中说的“在此平衡的基础上”，如果是指同时保持这个平衡的状态的话，那么就比较简单了，沙子漏出以后，bc绳子力减小，ac绳子方向不变，对应三角形法则可，所以对应ac是不断减小的，但是如果认为是不保持这个平衡位置的话，也就是说ac绳子要往下转动时，那这道题目就复杂了，一种是用数学方法推导，但是过程会很麻烦，另一种就是用过程法来看，最终ac的力肯定是mg，然后对应上一问求出的ac的值对应起来看，当然也要看中间有没有特殊过程，我没记错的话，这道题目的原题其实只有前面一问，后面那问估计是其他人加出来的。所以如果对应后面那种情况的话，就出的比较偏了

Answer 4

当沙桶沙子逐渐减少时，沙桶是往上做加速运动，Ma+沙子剩下的重量显然小于原沙桶的重量，否则不会向上做加速运动。
在沙子减少的过程中，绳子沿垂直方向收到的分力等于沙桶的重量+Ma。当沙子逐渐减少，a会逐渐加大，但是后面加速度产生的力和沙桶质量总是小于前面的，否则a不会增大。
当不考虑加速度时，答案更明显了
答案：不断减小

Answer 5

(√2/2)mg，始终不变。
m完全消失时ac的力等于砝码重力；另可以假设AC角度为向下45°的情况，受力分析可知大小仍为砝码重力。两种状态大小一样，判断出不变。