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如何确定杆的弹力方向高一物理张雪艳-永吉四中网站 如何确定杆的弹力方向 吉林省永吉县第四中学 高一物理 张雪艳 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。 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 0AC拉住，AC与BC夹角为30，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A C点作用力的方向不好确定。这就要先看横杆TABC的受力情况了，而轻质横梁的B端是可自 30由转动，故要想BC杆能在水平位置处于平衡CF合B状态，两段绳对杆的作用力必沿杆方向。因为TD对杆以B为转轴，轻杆不受重力，绳对杆的作DG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T=mg 则 D0T=T/sin30=2mg=40N AD 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， 0?CAB=30 ,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，C但仔细看看会发现区别很大。杆的左端是插在墙TC壁内的，且另一端多了一个滑轮，这种情况下杆 30就不能转动了，绳对杆的作用力不沿杆的方向，AB杆也可以保持水平不动。而一根绳子跨过定滑轮F合0Tm时绳子的拉力是大小相等的，且两力夹角是120，m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T=T=Mg 则F=Mg 合MC 1 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0 BC杆与墙成θ角，θ< 90 , 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 A B、绳的拉力增大，轻杆受的压力变小 TA C、绳的拉力不变，轻杆受的压力变小 CD、绳的拉力不变，轻杆受的压力不变 θBF合TD分析: 前两道例题中杆都处于水平位置，mD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。 2