Question

4．如图1所示，（轻杆左端插入墙内，右端为光滑的定滑轮），如图2所示（轻杆左端连接的是铰链，它可以自由转动、轻绳系在杆的右端）、向下拉绳子的力均为F=100N．求：绳子对杆的作用力大小与方向．

Answer 1

分析 图1跨过光滑定滑轮的轻绳上张力大小是处处相等，所以杆受到绳子的作用力应该是两段细绳拉力的合力，根据力的合成法求解即可；图2中受力分析，根据力的合成列式求解绳子对杆的作用力大小和方向．

解答 解：①如图1，绳子拉力F_拉=F=100N
两边绳子拉力的合力等于绳子对杆的作用力，根据几何知识可得：两段细绳拉力的合力
F_合=F=100N    
故杆受到绳子对它作用力的大小：N=F_合=100N    
方向跟竖直方向成60°角斜向左下方．
②对图2受力分析如图2所示
由平行四边形定则定则，根据几何关系有
$\frac{F}{{F}_{合}}=tan30°$
解得F_合=100$\sqrt{3}$N，方向水平向左．
答：图1绳子对杆的作用力的大小为100N，方向跟竖直方向成60°角斜向左下方；图2绳子对杆的作用力的大小为100$\sqrt{3}$N，方向水平向左．

点评 该题考查共点力作用下的平衡，解答本题关键是明确两幅图中杆的区别，注意杆的弹力可以沿着杆，也可以与杆不平行．