三角形支架的受力分析 13

三角支架的受力分析是静力学问题中的一个难点。本实验为剖析难点列举了三个方法。方法一、二演示三角支架中受力的方向，方法三可测定三角支架中受力的大小。

方法一

目的 显示三角支架中受力的方向。

器材 铅笔，细绳，重物等。

操作

(1)如图(a)手上可明显地感觉到手指受的是拉力，手掌受的是压力。(2)调节细绳的长度，可以组成不同形状的三角支架。如图(b)，(c)。

方法二

器材 自制支架臂 2 条，螺钉，重物，细绳等。支架臂的制作方法

在木板条的一端开一条长 8cm，宽稍大于螺钉直径的槽，另一端打 3—4 个能穿过螺钉的孔，孔的间距各约 7cm（图a）。

操作

1. 用螺钉构成如图(b)所示的各种三角架，在 C 点挂上重物。从静止后支架臂上槽的位置，可清楚地判断每条臂上受力的方向。A 点螺钉静止在槽的远端，因此AC 臂受的是拉力；B 点螺钉静止在槽的近端，因此BC 臂受的是压力。

1. 构成如图(c)所示的三角架，用水平力F 向右拉C 点，静止后即可看出 AC 受的是拉力，BC 受的是压力。

注意 重物所受的重力要比支架所受的重力大得多。

方法三

目的 定量分析三角支架的受力情况。

器材 自制磁座弹簧秤 2 个，磁性黑板，自行车辐条，细绳，钩码，量角器

等。

磁座弹簧秤的制作方法

用环形磁钢作基座，截取两块有机玻璃将 J2103 型弹簧秤胶合在磁性基座上

(图a)。

操作

1. 将磁座弹簧秤A、B 分别固定在磁性黑板上。BC 之间用自行车辐条，AC 之间用细绳连接，C 点悬挂一串重力为G 的钩码(图b)。平衡后再适当地调节A、B 两个磁座弹簧秤的位置，使A 弹簧秤和细绳完全平行；B 弹簧秤和辐条完全平行，以减小摩擦力。

1. 用量角器测出辐条与细绳的夹角α的度数，读出 A 弹簧秤的读数，看 AC 受的拉力是否与 G/sinα基本一致；读出 B 弹簧秤的读数，看 BC 受的压力是否与G·ctgα基本一致。

1. 按照操作(1)的方法在磁性黑板上构成另一种三角支架(图c)。

2. 用量角器测出辐条与细绳的夹角β的度数。读出 A 弹簧秤的读数，看 AC 所受的拉力是否与G·ctgβ基本一致；读出B 弹簧秤的读数，看BC 受的压力是否与G/sinβ基本一致。

方法四

目的 同方法三。

器材 高中静力学演示教具（J2143 型）。

操作

1. 按仪器说明书装好实验框架。按图(a)将测力计 1 装在横梁的滑块上，使

有拉钩的一端指向右下方，测力计 2 装在左立柱的滑块上，使有压杆的一端向右。再用长、短支杆各一根构成一个三角支架。

1. 旋转测力计的调零螺母，使两个测力计的读数均为零，以消除支杆自重的影响。

2. 在三角支架的连接点挂上适量的槽码（所受重力为G），测力计 1

   指针向右偏转，表明斜支杆受的是向右下方的拉力；测力计 2 指针向左偏，表明水平支杆受的是向左的压力。

3. 用量角器测出两根支杆之间的夹角θ，看测力计 1

   的读数（即斜支杆上受的拉力）是否与G/sinθ基本一致；测力计 2 的读数（即水平支杆上受的压力）是否与G·ctgθ基本一致。

4. 改变两个测力计在横梁或立柱上的位置，可构成其它形式的三角支架，再重复实验。

5. 在实验框架中间装上滑杆，在框架的左立柱和滑杆上分别装上测力计

   1 和测力计 2，用长短支杆各一根，演示电线杆受力的情况(图b)。

6. 在框架右立柱上与两支杆交点 O

   等高的地方固定一个滑块，装一个滑轮。细绳一端连接O 点，另一端跨过滑轮挂上适量槽码（重力为 G）。从两个测力计指针的偏转方向可看出斜支杆受的是拉力，竖直支杆受的是压力。

7. 用量角器量出两支杆的夹角α，看竖直支枝受的压力是否与

   Gctgα基本一致，斜杆受的拉力是否与G/sinα基本一致。

注意

1. 系统初步平衡后，要反复调节两个测力计的方位使支杆和测力计的杆在一直线上。

2. 所有力都要尽量在一个平面内。

3. 挂上槽码后，应在测力计上轻轻地敲几下，以减小摩擦力的影响。