题目内容

如图所示,一个质量分布均匀的球放在互成120°角的两块光滑平面之间,保持静止状态,球与水平面AB相切于a点,与倾斜面AC相切于b点,试分析球的受力情况,画出球的受力示意图.

答案:略
解析:

放在水平面上的球,由于受到重力的作用而挤压水平面,使水平面和球同时发生微小形变.水平面AB由于发生微小的压缩形变后要恢复原状,对球产生垂直于水平面向上的弹力.球与倾斜面AC相切于b点,球是否受到AC面对它的弹力作用呢?假设把AC面轻轻地从左侧拆除,将观察到仍保持静止状态.现球与AC面虽然与b点接触,但不相互挤压,不发生形变,故AC面对球没有弹力作用.综上所述,球受到重力GAB平面对它的支持力两个力的作用,保持静止状态,满足二力平衡的条件,,受力示意图如图所示.

方法2:假设法

假设所有与研究对象接触的物体都施加了弹力,画出假设状态下的受力图,判断受力情况与原有状态是否矛盾,若矛盾,说明假设不正确,则两者间无弹力产生;若不矛盾,说明假设正确,则有弹力产生.现用这种思路再分析上例.假设AC面和AB面对球体都产生弹力,分别为,和.对球体受力分析如图所示.由图可知,的存在显然不能使球体处于静止状态,与题设条件(球体静止)相矛盾.故AC面对球体无弹力.

假设法是研究物理问题的一种很重要的行之有效的好办法,要用心体会并初步掌握这种方法.


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