郝詳

(河北保定外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 河北 保定 071000)

【例1】如圖1所示是一個(gè)簡(jiǎn)易起吊設(shè)施的示意圖,AC是撐桿,質(zhì)量不計(jì),A端與豎直墻用鉸鏈連接,滑輪固定在A點(diǎn)正上方,現(xiàn)施一拉力F緩慢將重物P上拉,在AC桿達(dá)到豎直前( )

A．BC繩上拉力FT越來越大

B．BC繩上拉力FT越來越小

C．AC桿中的支撐力FN越來越大

D．AC桿中的支撐力FN不變

圖1 簡(jiǎn)易起吊設(shè)施示意圖

分析：以C點(diǎn)為研究對(duì)象，分析C點(diǎn)受力情況：重物的拉力F拉(等于重物的重力G)、輕桿的支持力FN和繩子的拉力FT，做C點(diǎn)的受力分析圖，如圖2所示.

圖2 以C點(diǎn)為研究對(duì)象，分析C點(diǎn)受力情況

由平衡條件得知，F(xiàn)N和FT的合力與F拉大小相等，方向相反，根據(jù)三角形相似可得

當(dāng)∠BAC緩慢變小時(shí)，AB,AC保持不變，BC變小，則FN保持不變，F(xiàn)T變小.故選B，D.

在研究過程中，發(fā)現(xiàn)力FN方向沿AC方向，因此認(rèn)為鉸鏈對(duì)桿的力沿AC方向，即沿桿.進(jìn)一步得到了結(jié)論：鉸鏈對(duì)桿的力沿桿.這個(gè)結(jié)論正確嗎？下面通過例2進(jìn)行研究.

【例2】(武漢市武昌區(qū)2019屆高三年級(jí)元月調(diào)研考試)AB是重為G的勻質(zhì)細(xì)桿，其A端通過光滑鉸鏈固定于豎直墻上,B端與細(xì)輕繩連接，細(xì)繩的另一端固定在豎直墻面上的C點(diǎn)，如圖3所示.已知三角形ABC恰好為等邊三角形，則細(xì)桿A端受到的作用力F大小為( )

圖3 例2題圖

分析：以桿為研究對(duì)象：如圖4所示，桿受重力，作用點(diǎn)為桿的質(zhì)心；繩子拉力FT，F(xiàn)T的作用點(diǎn)為B點(diǎn)；鉸鏈對(duì)桿的力F，力F的作用點(diǎn)為A點(diǎn).桿受且僅受這3個(gè)力，根據(jù)三力匯交原則，三力必然交于一點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)垂直FT，則

圖4 桿的受力分析

由例2可以看出，當(dāng)作用在桿上的3個(gè)力的交點(diǎn)不在桿上時(shí)，鉸鏈對(duì)桿的力就不沿桿；例1中的情境僅僅是三力交點(diǎn)在桿上的情景，是三力匯交的情境之一.一般情況下，鉸鏈對(duì)桿的作用是不沿桿的.因此，在高中教學(xué)時(shí)，要注意結(jié)論得出時(shí)的客觀條件限制，不要把結(jié)論超范圍使用.