请老师详细解答下关于杆的问题
- 提问者网友:战皆罪
- 2021-07-28 19:59
- 五星知识达人网友:千夜
- 2021-07-28 21:09
解题思路: 杆的弹力
解题过程:
如何确定杆的弹力方向 弹力在高中阶段是最常见的力,也是重要的一种力。求大小时,若是弹簧的弹力可用胡克定律,而其它种弹力要应用平衡条件或动力学公式求得,学生也比较容易接受。确定方向时,弹力方向与形变相反,但具体应用起来,却很难。例如杆的作用力方向就比较复杂。有些同学就不知道何时弹力沿杆方向,何时不沿杆方向。对此,学生感到比较困难,下面针对杆的弹力来进行分析。 例1、如图所示,重力是20N的物体,由轻绳悬在水平轻质横梁BC的端点C上,横梁的B端通过铰链固定在竖直墙上,横梁上的C点由轻绳AC拉住,AC与BC夹角为300,求悬绳AC所受到的拉力为多大? 分析:要想求AC绳所受的拉力有多大,要选C点受力分析,AC、CD两段绳的拉力一定沿绳的方向,而横杆对C点作用力的方向不好确定。这就要先看横杆BC的受力情况了,而轻质横梁的B端是可自由转动,故要想BC杆能在水平位置处于平衡状态,两段绳对杆的作用力必沿杆方向。因为对杆以B为转轴,轻杆不受重力,绳对杆的作用力只有经过转轴时力矩为零,杆才不会转动。然后再研究C点,AC和CD两绳拉力的合力必沿杆的方向,由力的合成可求出AC受到的拉力。因TD=mg 则 TA=TD/sin300=2mg=40N 这种情况可由杆的状态来决定,在对C点受力分析,即可。而下面这道题就不能只看杆的状态了,要根据实际情况判断杆的作用力。 例2、水平横梁的一端插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量M=10kg的重物,∠CAB=300 ,如图所示,则滑轮受到绳子的作用力的大小 分析:此题与例1看起来好像没什么区别,但仔细看看会发现区别很大。杆的左端是插在墙壁内的,且另一端多了一个滑轮,这种情况下杆就不能转动了,绳对杆的作用力不沿杆的方向,杆也可以保持水平不动。而一根绳子跨过定滑轮时绳子的拉力是大小相等的,且两力夹角是1200,则它们的合力必定在这两个力的角平分线上,且与绳拉力大小相等,这时杆的作用力可以不沿杆的方向。受力如图所示。因TM=TC=Mg 则F合=Mg 综合上两道题的特点,下面的这道题该如何解决呢? 练习:如图所示,轻质杆B端通过铰链固定在竖直墙上,C端有个定滑轮,轻绳一端A固定在墙壁上,另一端跨过定滑轮后悬挂一重物,且BC杆与墙成θ角,θ< 900 , 一切摩擦均不计,则当绳端A稍向上移,系统再平衡后,则 ( ) A、轻杆与竖直墙壁的夹角减小 B、绳的拉力增大,轻杆受的压力变小 C、绳的拉力不变,轻杆受的压力变小 D、绳的拉力不变,轻杆受的压力不变 分析: 前两道例题中杆都处于水平位置,而这道题中杆是倾斜的,且B端可自由转动,则杆所受绳的作用力必沿杆方向,与例1原因相同,而绳跨过定滑轮时绳子拉力相等,则合力必在两绳的角平分线上,由于这两点原因则杆一定在两绳的角平分线上,则当A点上移时,两夹角变大,则θ变大。而同一根绳子拉力相等,且静止时等于重力大小,故拉力不变,而两段绳夹角变大,则合力必然变小,且杆始终在∠ACD平分线上。故选C 思考:如果B点不是铰链与墙连接,而是斜插入墙中,结果又如何呢? 由此可见,杆的弹力方向要由实际情况确定。
最终答案:略