题目内容

(10分)如图所示,AO是具有一定质量的均匀细杆,可绕O轴在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆与水平面的夹角,球的重力大小为G,竖直挡板对球的压力大小为,各处摩擦都不计,试回答下列问题:

(1)作出圆柱体的受力分析图;

(2)通过计算求出均匀细杆AO对圆柱体的作用力大小和水平地面对圆柱体的作用力大小.

 

【答案】

(1)

(2)

【解析】(1)对圆柱体进行受力分析,受力分析图如图所示,其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力. (4分)

(2)已知竖直挡板对球的弹力大小

根据平衡关系:,(2分)  (1分)

竖直方向的平衡关系为

(2分)将数据代入得,.(1分)

本题考查受力平衡问题,对圆柱体进行受力分析,建立直角坐标系,把力进行分解,水平方向和竖直方向所受合外力为零列公式求解

点评:受力分析的方法有:力的合成分解、正交分解、矢量三角形和相似三角形,超过4个力(包括4个力)时一般采用正交分解法

 

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