问题 问答题

如图所示,长为L2、重为G2的均匀撬棒,把一块长为L1、重为G1的均匀预制板支起,处于平衡状态,假设地面是粗糙的,预制板与撬棒接触处是光滑的,α、β已知,作用力F垂直撬棒,试求:

(1)撬棒给预制板的支持力大小;

(2)作用力F的大小.

答案

(1)选取预制板为研究对象,在撬动预制板的一瞬间,预制板处于平衡状态.如图2所示:

选取O为转动轴,据有固定转动轴物体的平衡条件得:

NL1cos(α-β)-G1

1
2
L1cosβ=0

得撬棒给预制板的支持力:

N=

G1cosβ
2cos(α-β)

(2)再选撬棒为研究对象,如图3所示,选取O′为转动轴,据有固定转动轴物体的平衡条件,有:

FL2-G2

1
2
L2cosα-N′L′=0

式中,N′与N大小相等.

在三角形ODO′中,运用正弦定理得

L1
sin(π-α)
=
L′
snβ

解得力F的大小为

F=

1
2
[G2cosα+
L1cosβsinβ
L2cos(α-β)sinα
G1
]

答:(1)撬棒给预制板的支持力大小为

G1cosβ
2cos(α-β)

(2)作用力F的大小为

1
2
[G2cosα+
L1cosβsinβ
L2cos(α-β)sinα
G1
].

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