拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法,像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑.拱券结构的特点是

拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法,像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑.拱券结构的特点是利用石块的楔形结构,将受到的重力和压力分解为向两边的压力,最后由拱券两端的基石来承受(如图甲).
现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券,如图乙所示.如果每个楔块质量m=3kg,则:

(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大?
(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50N的压力F,那么其一边相邻的支撑物给予楔块的支持弹力是多大?(g取10N/kg)
jingpingju 1年前 已收到1个回答 举报

踏戈飞雪 幼苗

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解题思路:先对半圆形拱券整体分析,受重力和支持力,根据平衡条件求解支持力,结合牛顿第三定律得到压力;对中间两楔块,受力分析,根据力的合成平行四边形定则求解.

(1)六块楔块受到的总重力为:
G=6mg=6×3×9.8=176.4N
由二力平衡条件知拱券对一边支撑物的压力为:
N=[G/2]=[176.4/2]=88.2N;
(2)以中间两楔块为研究对象,其受力如图所示:

由对称性可知F1=F2
由互成120°的二力合成特点知:
F1=F2=2mg+F=2×3×9.8+50=108.8N
答:(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是88.2N;
(2)一边相邻的支撑物给予楔块的支持弹力是108.8N.

点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.

考点点评: 本题关键灵活地选择研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解,注意整体法的运用.

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jingpingju 举报

一边相邻的支撑物 指的是什么? 如何分析?
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