如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,
◎ 题目
如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,轻质劈放在两滚轮之间,劈背的宽度为a,侧面的长度为L,劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的钩码,调整托盘上所放砝码的质量M,可以使劈在任何位置时都不发生移动.忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力,若M:m=1.5,试求L是a的多少倍? |
◎ 答案
分析托盘和劈的受力,如图甲、乙所示.托盘受向下的压力F3=Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力F2.劈受两个滚轮的作用力F4、F5,细线的拉力F6=mg. 对托盘有:F3=Mg=F1cosα, 而cosα=
则Mg=
对劈有:F6=mg=2F5sinα,则mg=
因为F1与F5是作用力与反作用力,所以F1=F5 由上三式得:M=
代入数据得:L=
答:L是a的 |