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轻杆模型受力分析:共点力平衡问题解析,掌握这些方法轻松解题

2025-11-25 10:45:56辅导探讨0

1、轻杆模型的受力问题3bm物理好资源网(原物理ok网)

共点力达到平衡状况的问题里头,经常会出现“轻绳(此绳重量忽略不计)、轻杆(这杆重量不计)以及轻弹簧(该弹簧质量不计)”这样的表述,针对这些我们得格外留意。里头有不少同学,对于轻杆施加力或者承受力存在误解情况,觉得轻杆所承受的力或者它施加于其他物体之上的力必定沿着轻杆的方向,然而实际情况并非是这样的。就如同图1所展示的那样,轻杆的某一端能够围绕O点出现转动现象,另一端A系在了一条处于水平方向的绳子上面,有一个重物悬挂在杆的中点B位置上。对轻杆进行受力分析,能发现轻杆受到绳拉力F1,还受到竖直绳子的拉力T,包括地面对它的作用力F2,这三个力构成共点力。从图2能够瞧出,轻杆两头受力的方向都并非沿着杆的方向。3bm物理好资源网(原物理ok网)

判断轻杆所受的力是沿沿杆的方向的方法:3bm物理好资源网(原物理ok网)

倘若轻杆除了两端之外,未有受到跟杆存在夹角的外力的作用,这就是讲,针对于轻杆而言,要是仅有两端受力,那么杆两端所遭受到的一个力(或者几个力的合力)的方向必然是沿着杆的方向的。3bm物理好资源网(原物理ok网)

照图3所示,那不计重力的轻杆OP,能够以O点作为圆心所在之处,于竖直平面之内自由自在地转动。P端悬挂着一个重物,另外呢,还用一根轻绳经由滑轮系住该端高中物理杆的受力分析,在F这样一个情形之下,当OP和竖直方向所形成的夹角α一点儿一点儿缓慢增大的时候(0 )。3bm物理好资源网(原物理ok网)

A.恒定不变3bm物理好资源网(原物理ok网)

B.逐渐增大3bm物理好资源网(原物理ok网)

C.逐渐减小3bm物理好资源网(原物理ok网)

D.先增大后减小3bm物理好资源网(原物理ok网)

图33bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

解答本题时,应先明确,轻杆于P点所受的T1、T2的合力必定沿杆的方向,此为解题关键所在。本题之中呢,要是合力F不沿轻杆方向,那么轻杆在力F力矩作用下会发生转动,杆便不可能处于平衡状态了。3bm物理好资源网(原物理ok网)

在本题之中,轻杆仅仅两端受力,于是轻杆于P点所受到的T1,以及T2的合力F必然沿着杆的方向,就如同4图所呈现的那样。3bm物理好资源网(原物理ok网)

图43bm物理好资源网(原物理ok网)

由三角形相似可知:3bm物理好资源网(原物理ok网)

,可得:3bm物理好资源网(原物理ok网)

即本题的答案为A。3bm物理好资源网(原物理ok网)

2、非轻质杆的受力及平衡问题3bm物理好资源网(原物理ok网)

所谓的非轻质杆,指的是杆自身的重力不能够被忽略。在处理非轻质杆平衡问题之际,一般会采用三力汇交原理和力矩的相关知识来进行解答。所谓的三力汇交原理,是说一个物体要是受到三个并非平行的力作用进而处于平衡状态,那么这三个力必定作用在物体的同一个点上,或者这三个力的作用线肯定会相交于同一个点。非轻质杆在三个非平行力作用下的平衡问题,是共点力平衡的典型模型中的一个,运用三力汇交原理去解决共点力平衡,是一种经常会用到的方法。在此,必须明确指出,并非,轻质杆当中的三力,并非一定就是三个力,而是,三个作用点。某些,作用于同一个点的两个力,能够用,一个等效力高中物理杆的受力分析,去进行取代。3bm物理好资源网(原物理ok网)

当运用三力汇交原理来求解非轻质杆的具体问题之际,首先需要去判断是不是属于三个非平行力的平衡问题,这可是个难点,并且还是关键所在。要是能够得出肯定的判断结果,那便把三个力在不改变各力方向的情况下,移至汇交点上,接着再借助平衡条件来建立方程进行求解。3bm物理好资源网(原物理ok网)

存在大量关于杆的情形,这种情形是杆处于在三个力作用下的平衡问题里,其中最为常见的模型呈现出来的状况是两个力是已知的,而第三个力是未知的。当处理这类问题之际,首要的步骤应当是把已知的两个力的交点找寻出来,接着依据三力汇交原理将另一个力的方向确定出来,后续的问题便容易解决了。3bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

有这样一个情况,例2当中呢,有着重力为G的均质杆,其一端它能够绕着O点进行转动,另一端呢是拴在一条处于水平状态的绳子上,此时这个杆与水平面形成了α角,就如同图5所示展示的样子。已知呢,绳子之中的张力大小是T,那么要去求O点对于杆所产生的作用力 。3bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

图53bm物理好资源网(原物理ok网)

剖析:此题目依循三力汇交原理拿来分析(就像图6所展示那般),能够轻而易举地明确出O点针对杆的作用力的方向呢,如此一来便会让问题变得简单清晰起来。除此之外,这道题目也能够绘制出绳子的拉力T、杆的重力G、O点的作用力这么三个力的矢量所构成的矢量三角形,凭借矢量三角形去求解 。3bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

图63bm物理好资源网(原物理ok网)

展开剖析:选取均质的杆当作要研究的对象,杆承受三个外力施加作用,具体这些力也就是重力 G,还有绳子所给予的拉力 T,以及 O 点施予的作用力量 F,其受力的图示呈现如同图 7 所直接显示似的,鉴于杆正置身于平衡的状态情形下物业经理人,因而这三个力的作用线路必然会交汇于同一个特定的点之上。3bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

图73bm物理好资源网(原物理ok网)

由图6,运用平衡条件得:3bm物理好资源网(原物理ok网)

高中物理杆的受力分析3bm物理好资源网(原物理ok网)

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