作业帮如何判断出该球体是共点力平衡的?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/12 05:09:20
如何判断出该球体是共点力平衡的?
如图,轻杆的一端紧固一光滑球体,杆的另一端O为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上.若杆与墙面的夹角为β,斜面倾角为α,开始时轻杆与竖直方向的夹角β＜α,且α+β＜90°,则为使斜面能在光滑地面上向右作匀速直线运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力F的大小及轻杆受力T的大小变化情况是 [ ]
A、F逐渐增大,T逐渐减小 B、F逐渐减小,T逐渐增大
C、F逐渐增大,T先减小后增大 D、F逐渐减小,T先减小后增大
如图,轻杆的一端紧固一光滑球体,杆的另一端O为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上.若杆与墙面的夹角为β,斜面倾角为α,开始时轻杆与竖直方向的夹角β＜α,且α+β＜90°,则为使斜面能在光滑地面上向右作匀速直线运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力F的大小及轻杆受力T的大小变化情况是 [ ]
A、F逐渐增大,T逐渐减小 B、F逐渐减小,T逐渐增大
C、F逐渐增大,T先减小后增大 D、F逐渐减小,T先减小后增大
1、该球体不可能平衡,球心存在加速度.2、“轻杆的一端‘紧固’一光滑球体”,因此球体不可能是共点力系.轻杆与球体之间存在有两个正交的大小未知的力和一个力偶.
再问： 那么这道题应该如何解答呢？
再答： 该题的出题人的想法是好的，但考虑有欠缺，求解起来非常难，估计得用数值解。不过如果在静态来解答，即系统处于静止，可以预计即将运动的下一时刻轻杆所受的力T和F的变化，这就是A。这时球体是受共点力系，因为球体和轻杆（重力不计的杆）系统受三个力作用而平衡：球的重力（过球心）、斜面的反力（过球心，因为求是光滑的），和轻杆上点O的反力，这三个力必交一点，即球心。不难通过平衡方程，经简单的计算得到结论。但要注意的是仅限于即将运动的下一时刻，因为一经运动，几何参数都变化了，而且不是简单的变化，问题的性质也变了，成动态问题了。
再问： 那么这道题应该如何解答呢？
再答： 该题的出题人的想法是好的，但考虑有欠缺，求解起来非常难，估计得用数值解。不过如果在静态来解答，即系统处于静止，可以预计即将运动的下一时刻轻杆所受的力T和F的变化，这就是A。这时球体是受共点力系，因为球体和轻杆（重力不计的杆）系统受三个力作用而平衡：球的重力（过球心）、斜面的反力（过球心，因为求是光滑的），和轻杆上点O的反力，这三个力必交一点，即球心。不难通过平衡方程，经简单的计算得到结论。但要注意的是仅限于即将运动的下一时刻，因为一经运动，几何参数都变化了，而且不是简单的变化，问题的性质也变了，成动态问题了。