Question

12．将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°．假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力F₁和第1、3块石块间的作用力F₂的大小之比为多少？

Answer 1

分析 由图可知，1、2及1、3两块石块均有相互作用，而石块1受重力及2、3两石块的作用力而处于静止，故对1受力分析可求得第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比．

解答 解：如图对第一个石块进行受力分析，由几何关系知：θ=60⁰，
所以有F₁ ：F₂=sin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$．
答：第1、3块石块间的作用力F₂的大小之比为$\frac{\sqrt{3}}{2}$．

点评 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．