Question

如图所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O轴在竖直平面内自由转动．细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡．已知杆的倾角θ=60°，球的重力大小为G，竖直挡板对球的压力大小为，各处的摩擦都不计，作出球的受力示意图，并通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小．

Answer 1

解：对圆柱体进行受力分析：受力分析图如图所示，其中N₁、N₂、N₃分别为水平地面、挡板、细杆对圆柱体的弹力．
已知竖直挡板对球的弹力大小：
根据平衡关系：
水平方向：N₃sin60°=N₂，解得 N₃=4G
竖直方向：N₁=N₃cosθ+G，代入解得，N₁=3G．
设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为，根据牛顿第三定律知，=4G
答：圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小分别为3G和4G．
分析：分析小球的受力情况：重力、地面的支持力、竖直挡板的压力和杆的压力四个力作用，作出力示意图．根据平衡条件，求出杆对球的压力和地面的支持力，根据牛顿第三定律求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小．
点评：分析受力情况，作出物体的受力示意图是应具备的基本功，作图要规范，分析受力不能少力，也不能多力．