内容正文:
第五节 共点力的平衡条件
平衡的艺术
九州航道桥是港珠澳大桥中的一段,是一座双塔单索面钢混组合梁5跨连续斜拉桥,共64根斜拉索;桥跨以768米布置;主梁为倒梯形,带悬臂整体单箱三室截面,梁顶宽39.1米,底宽22.8米,梁高3.575米,顶板悬臂长米,标准梁段长16米,塔上索距9.63米,大桥设通航孔两个,通航等级为5000吨。
提出问题:中国建筑史上里程最长的跨海通道港珠澳大桥中的九州航道桥,若此段桥左右对称的两根主缆之间的夹角为120度,若整个桥面和主缆的4.8万吨质量都悬在这两根主缆上,则每根主缆的张力是多大?
作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力称为共点力。
一.共点力
限 速40km/s
G
F2
F1
F1
F2
F3
F
f
N
G
为了明确表示物体所受的共点力,在作示意图时,可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
在不考虑物体转动的情况下,物体可以当作质点看待,所有力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。
二.平衡状态
思考:被竖直抛起至最高点的网球处在平衡状态吗?
N
G
静止在桌面上的木块
F
f
N
G
匀速行驶的汽车
静止在斜面上的木块
G
N
f
1.二力平衡条件:
二力平衡条件:两力大小相等、方向相反,而且作用在同一物体、同一直线上.即F合=0
三.共点力作用下物体的平衡条件
情景1:用一根很轻的不可伸长的细线将小钢球悬挂于铁架台上,并保持静止。
(1)画小 球的受力示意图。
(2)两个力的大小、方向有什么关系?
情景2:如果用一个水平拉力使小球偏离原来位置一个角度,并再次达到静止状态,
(1)小球共受哪些力的作用?
(2)这三个力的方向不在同一直线上,猜想它们的合力多大?
三力平衡条件 :
〔实验探究〕
1.器材:钩码若干,滑轮,细线三根,
木板,画有同心圆的纸片,图钉
(1)在三根绳子上分别挂上不同数量的钩码,使结点O在三个力的作用下处在平衡状态,将画有同心圆的纸片置于木板上,移动纸片,使得同心圆的圆心与结点O 重合。
2.原理
(2)记下悬挂在三根绳子上钩码的数量、它们与纸片边缘的交点分别为A、B、C
(3)取下纸片,用直尺连接OA、OB、 OC,根据结点O受到的力,用力的图示法画出F1、 F2 和 F3
三.共点力作用下物体的