受力分析中弹力方向的判定.docx

    受力分析中弹力方向的判定    弹力是物体在外力作用下发生弹性形而产生的力，是一种被动力常见弹力有轻绳、弹簧、轻杆发生形变产生弹力，对于轻绳、弹簧产生弹力的方向判定较为简单，因为轻杆形变有拉伸形变、压缩形变、扭转形变，所产生的弹力方向不一定沿杆，杆的弹力方向判定往往成为难点，下面就几种常见情况例析1、根据共点力的平衡或牛顿第二定律确定弹力的方向例1：如图，小车位于水平面上，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间夹角为θ，斜杆下端固定有质量为m的小球，判断下列情况下杆对球的弹力方向①小车静止或者匀速运动②小车向右匀加速运动解析：以小球为受力分析对象，当小车静止或匀速运动时，小球处于平衡状态，所受合力为零，故杆的弹力和小球重力平衡，方向竖直向上当小车向右加速时，小球所受合力方向向右（如图），可知弹力F的方向与加速度大小有关，方向斜向右上方，可能沿杆，也可能不沿杆的方向2、“模型”分析法常见轻杆模型分“死杆”和“活杆”死杆”即轻质轩一端固定，它的弹力不一定沿杆的方向作用力的方向需结合平衡方程或牛顿第二定律求得，如例1活杆”即一端有铰链相连，可转动的杆，轻质活动杆的弹力方向一定沿杆这类问题往往和绳组合出现。

常见有“死杆活结”，“活杆死结”，“死杆死结”1）死杆活结例2：如图，轻绳AD跨过固定在竖直墙面水平横梁BC右端的定滑轮，挂住一个质量为m的物体，绳AC与杆BC的夹角为θ，求杆BC在C点的作用力方向解析：这类问题是以“结点”C为受力分析对象，因“结点”点处为绳绕过定滑轮，称为“活结”绳AC段和CD段产生的拉力大小相等，均等于物体重力mg根据共点力平衡条件可知，杆的作用力与绳AC、CD的拉力合力平衡而两绳合力方向一定沿∠ACD的角平分线，所以杆的作用力方向肯定不沿杆2）“活杆死结”例3：如图，水平轻杆BC，B端用铰链固定在竖直墙上，绳AC和CD拴在C端，求轻杆BC对C端的支持力解析“结点”C处两绳固定，称为“死结”绳AC、CD的拉力F1、F2不相等，杆的作用力与F1、F2的合力平衡，若F1、F2的合力不沿杆，则会使杆绕铰链转动而无法平衡所以杆的作用力一定沿BC方向3）“死杆死结”模型例4：如图，水平杆BC、B端固定，绳AC、CD拴在C点绳下F1、F2的大小不一定相等，随所挂重物质量m的变化而变化，F1、F2的合力大小和方向随F1、F2的变化而变化，杆的作用力与F1、F2的合力平衡，所以杆的弹力方向也将随合力的变化而变化。

可能沿杆，也可能不沿杆除了“杆绳模型”，还有“杆、杆模型”，杆模型通常把斜拉杆用绳替换，转换成“杆绳模型”，这里就不再一一分析  -全文完-。