Question

2．如圖所示，OC和OD是兩根固定的足夠長的光滑鋼絲繩，A和B是兩個(gè)用一根不可伸長的輕繩連在一起的輕質(zhì)小環(huán)，現(xiàn)用一個(gè)F=10N的水平向右的恒力作用在小環(huán)B上，試求系統(tǒng)平衡時(shí)，小環(huán)A和B對(duì)鋼絲繩的作用力分別為多大？

Answer 1

分析 由題，A、B是兩個(gè)輕環(huán)，重力不計(jì)，當(dāng)用恒力F沿OD方向拉環(huán)B，兩環(huán)穩(wěn)定時(shí)，A環(huán)受到兩個(gè)力而平衡，B環(huán)受到三個(gè)力而平衡，以A為研究對(duì)象，根據(jù)二力平衡條件確定出輕繩的方向，再以B為研究對(duì)象，求出輕繩的張力．

解答 解：由于A、B質(zhì)量不計(jì)，故當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，A只受到細(xì)繩的拉力T和鋼絲繩OD的彈力N_A作用，而N_A與鋼絲繩OD垂直，根據(jù)物體的平衡條件可知，T也應(yīng)與鋼絲繩OD垂直，且T=N_A，故細(xì)繩與OD垂直；
B受力如圖所示，根據(jù)物體的平衡條件有：Tsin30°=F
所以：$T=\frac{F}{sin30°}=\frac{10}{0.5}=20$N
則：N_A=T=20N
${N}_{B}=\frac{F}{tan30°}=\frac{10}{\frac{\sqrt{3}}{3}}=10\sqrt{3}N=17.3$N
根據(jù)牛頓第三定律，小環(huán)A對(duì)鋼絲繩的壓力大小為：N_A′=N=20N
小環(huán)B對(duì)鋼絲繩的壓力大小為：N_B′=N_B=17.3N
答：小環(huán)A和B對(duì)鋼絲繩的作用力分別為20N和17.3N．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要防止思維定勢的干擾，認(rèn)為環(huán)受到重力，就會(huì)無從下手．要能根據(jù)二力平衡條件確定出繩子拉力的方向，由平衡條件求解．