Question

10．如圖所示，質(zhì)量為M的均勻金屬桿BC豎立于水平面上，左邊連接的細(xì)繩AB與水平面的夾角為θ，右邊連接的細(xì)繩繞過光滑的定滑輪，懸掛質(zhì)量為m的物體，細(xì)繩BD部分水平，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g．求：
（1）細(xì)繩AB受到的拉力大小T和金屬桿B端受到的壓力大小N_B；
（2）金屬桿對(duì)地面的壓力大小N_C．

Answer 1

分析 （1）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，則繩子的拉力等于物體重力，把繩子對(duì)B點(diǎn)的拉力進(jìn)行分析，根據(jù)平行四邊形定則求出細(xì)繩AB受到的拉力大小T和金屬桿B端受到的壓力大小N_B；
（2）金屬桿受到重力、壓力N_B和水平面的支持力N作用，受力平衡，根據(jù)平衡條件結(jié)合牛頓第三定律求解即可．

解答 解：（1）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，則繩子的拉力T′=mg，
則繩子對(duì)B點(diǎn)的拉力F=T′=mg，如圖：

根據(jù)平行四邊形定則有：
$cosθ=\frac{F}{T}$，tan$θ=\frac{{N}_{B}}{F}$，
解得：T=$\frac{mg}{cosθ}$，N_B=mgtanθ
（2）金屬桿受到重力、壓力N_B和水平面的支持力N作用，受力平衡，根據(jù)平衡條件得：
Mg+N_B-N=0
解得：N=Mg+mgtanθ
根據(jù)牛頓第三定律可知，金屬桿對(duì)地面的壓力大小N_C=N=Mg+mgtanθ．
答：（1）細(xì)繩AB受到的拉力大小T為$\frac{mg}{cosθ}$，金屬桿B端受到的壓力大小N_B為mgtanθ；
（2）金屬桿對(duì)地面的壓力大小N_C為Mg+mgtanθ．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地進(jìn)行受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解，本題可以用分解法，也可以用合成法求解，難度適中．