Question

4．如圖1所示，（輕桿左端插入墻內，右端為光滑的定滑輪），如圖2所示（輕桿左端連接的是鉸鏈，它可以自由轉動、輕繩系在桿的右端）、向下拉繩子的力均為F=100N．求：繩子對桿的作用力大小與方向．

Answer 1

分析 圖1跨過光滑定滑輪的輕繩上張力大小是處處相等，所以桿受到繩子的作用力應該是兩段細繩拉力的合力，根據(jù)力的合成法求解即可；圖2中受力分析，根據(jù)力的合成列式求解繩子對桿的作用力大小和方向．

解答 解：①如圖1，繩子拉力F_拉=F=100N
兩邊繩子拉力的合力等于繩子對桿的作用力，根據(jù)幾何知識可得：兩段細繩拉力的合力
F_合=F=100N    
故桿受到繩子對它作用力的大�。篘=F_合=100N    
方向跟豎直方向成60°角斜向左下方．
②對圖2受力分析如圖2所示
由平行四邊形定則定則，根據(jù)幾何關系有
$\frac{F}{{F}_{合}}=tan30°$
解得F_合=100$\sqrt{3}$N，方向水平向左．
答：圖1繩子對桿的作用力的大小為100N，方向跟豎直方向成60°角斜向左下方；圖2繩子對桿的作用力的大小為100$\sqrt{3}$N，方向水平向左．

點評 該題考查共點力作用下的平衡，解答本題關鍵是明確兩幅圖中桿的區(qū)別，注意桿的彈力可以沿著桿，也可以與桿不平行．