手握轻杆,杆的另一端安放有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图所示.现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定(答案
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/11 13:28:30
手握轻杆,杆的另一端安放有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图所示.现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定(答案
手握轻杆,杆的另一端安放有一个小滑轮C,支持着悬挂重
物的绳子,如图所示.现保持滑轮C的位置不变,使杆向
下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定(答案是B.不过我想知道这种题目跟那种2跟绳子共同系一个重物的题目有什么区别?我的意思就是是不是可以把这道题木杆看成系在C点上的一根绳子呢?如果可以,那么答案就不应该是B了?如果不可以,那为什么呢?我倒是觉得没什么区别啊)图可以查一下,我这里就不发图啦!
手握轻杆,杆的另一端安放有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图所示.现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定(答案
楼上说 “杆的受力方向可以任意,但绳的受力方向只能沿着绳”是对的.而且这可以说是二者最本质的区别.——这是其一;
其二,即使都是绳子,“系(在 C 点)” 和 “套(在 C 点)” 是有本质区别的.
1、先说本题:对 C 点(可以认为是绳子上的一点) 进行受力分析.
(1)绳子的张力:是一对,
F1 竖直向下,大小为重物的重量 |G|;
F2 斜向上,大小也是 |G|;——这是绳子张力的特点:在除了两端的拉力之外,不受其他轴向力(沿绳子方向的力,如摩擦力)时,同一根绳子上的任意位置(不管是直的还是弯的)的张力,在两个方向上的大小是相等的.
本题中,绳子在 C 点是搭在滑轮上的,摩擦力是可以忽略不计的,满足条件.
(2)杆的支持力 F3;
F1、F2、F3 三力平衡.根据平行四边形法则(此时的平行四边形是一个菱形),和 F1、F2 的大小关系,可知,F3 必然沿 F1、F2 的角平分线,斜向下.至于具体的方向和大小,就要看 C 点的实际位置和重力 G 的大小了.——当然,这一切都和杆本身的方向无关.
本题中,C 点位置和 G 大小不变;只改变杆的角度.这对 F1、F2 均无影响,所以,F3 也保持不变.
2、前面提到用另一根绳子(l2) “套” 在 C 点,来代替杆拉住原来的绳子(l1).这时,如果不考虑两根绳子之间的摩擦力(一般都会这样做,因为这正是 “套” 和 “系” 的区别所在),那么结果和杆是一样的.
这时,不管绳子 l2 的另一端固定在哪儿、如何固定,其方向总是在 F1、F2 的角平分线上.即与原来的杆在同一条直线上,唯一改变的就是:支持力变成了拉力.
说一个很常见的场景:把绳子 l1 的两端固定在屋顶上的适当位置,使它保持松弛;用另一根绳子 l2,一端系着重物,一端 “套” 在 l1 上;结果不用说你也知道了:当系统达到平衡时,l2 必然滑到 l1 的中点位置,并且平分 l1 的两段所构成的角;l1 的两个端点和两绳的交点构成一个等腰三角形.
3、如果不是 “套”,而是 “系”
此时,两绳交点处有一个被认为远大于绳子最大承受力的静摩擦力——即,即使绳子被拉断了,也不可能在这个位置滑动.这样一来,原来的两根绳子实际上被分成了三根——事实上,它也与三根绳子的效果是一样的.
这时,三根绳子的方向就可以是任意的了——当然要满足三角形法则.它们对应的三个力的方向和大小也就是任意的了.
对于本题,如果按你说的,把杆换作 “系” 一根绳子(l2,设原来的绳子为 l1),那受力分析的结果是:
(1)l1 下半段的拉力:F1;竖直向下,大小为 |G|;
(2)l1 上半段的拉力:F2;沿绳子斜向上;大小未知;
(3)l2 的拉力:F3;沿绳子,具体方向未知;大小未知;
对于这种情况应该这样分析:因为 F1 恒定不变;根据平衡条件,可知 F2 和 F3 的合力 F1′ 也恒定不变:竖直向上,大小为 |G|;另外,C 点固定不变,所以,F2 的方向也不变.
剩下的就是根据平行四边形法则,把 F1′ 沿绳子分解到(F2 和 F3 的)两个方向上.因 F1′ 和 F2 方向固定,所以,F3 的方向有一个取值范围:在由 F1 的反向延长线(即 F1′ 的正向延长线),和 F2 的反向延长线,所确定的夹角之内.