城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂.如图甲所示为这类结构的一种简化模型.图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可以忽略

发布时间:2020-08-06 19:05:34

城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂.如图甲所示为这类结构的一种简化模型.图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可以忽略.如果悬挂物的重量是G,角AOB等于θ
求:(1)甲图中钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大?
(2)如果由于风的作用使重物偏离了竖直方向,如图乙所示.试分析说明此种情况钢索上和杆上的力与(1)中钢索上和杆上的力有什么不同?

网友回答

解:(1)甲图所示,分别以O点和小物体为研究对象进行受力分析如图所示,根据平衡条件有:

对O点???
T1=T2sinθ
N1=T2cosθ
对重物???
T3=G
T1=T3
以上各式联立可得:
T2=
N1=Gcotθ
即钢索和杆对O点的作用力的大小分别是,Gcotθ;
(2)乙图所示,设悬挂重物的细绳与竖直方向的夹角为α.分别以O点和小物体为研究对象进行受力分析如图所示,根据平衡条件可知:
细绳对O点的拉力T4在竖直方向的分力与T5竖直方向的分力相等,而T6在竖直方向的分力等于物体的重力;
又???T4=T6
因此OA绳对O点的作用力T5的大小为,与没有风的时候相同.
杆OB对O点的作用力N2等于T4、T5在水平方向的分力之和,而T5在水平方向的分力与(1)中T2在水平方向的分力相同,因此N2大于N1,即杆对O点的作用力变大,为(Gcotθ+Gtanα);
答:(1)甲图中钢索OA对O点的拉力为,杆OB对O点的支持力是Gcotθ;
(2)如果由于风的作用使重物偏离了竖直方向,此种情况钢索上的力与(1)中钢索上的力相同,杆上的力与(1)中杆上的力相比变大了.
解析分析:(1)分别以O点和小物体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件并结合合成法列式求解;
(2)再次分别以O点和小物体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解.

点评:本题关键是分别对O点和小物体,然后根据平衡条件并结合合成法或者正交分解法列式求解,不难,但要有耐心.
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