杆提供的支持力一定沿杆所在直线吗,单杠教学教材分析

在教辅书籍中，一般会讨论固定杆和活动杆两种模型，并给出这样的结论：固定杆施力（或受力）不一定沿杆方向，活动杆施力（或受力）一定沿杆方向。

（图片来自于网络，图片结论并没有犯科学性错误，只是对结论的理解可能不深入。）

然而，为什么活动杆施力（或受力）“一定”沿杆方向？估计绝大多数学生都是死记硬背，知其然不知其所以然。有些书籍选题不慎，或者会超纲提及“三力交汇”原理，继而在书籍中出现了一些例题或习题，这些题中涉及的活动杆施力（或受力）并没有沿杆方向。那么，活动杆施力（或受力）到底是一个什么情况？一定沿杆方向吗？还是有时沿杆方向，有时不沿杆方向？在什么情况下沿杆方向，又在什么情况下不沿杆方向？这就像一个未解之谜一样，困扰着不少教师。

号主的好友郭威老师，非常真诚地告诫号主，在写公众号文章时就某些易混淆的概念、规律问题或是是非非的二级结论问题，尽可能不要出现“不少（绝大多数、多半等）教师都…”等未经实证的论断，号主真心接受郭威老师的美好建议，但是就前述“未解之谜”，号主斗胆给出一个论断：高中求学阶段接受的是新课改教材（例如04版课标教材）洗礼的年轻教师，“多半”要被上面“未解之谜”所困扰。事实上，不管什么样的老师，在某些知识上持有错误的认识，这都很正常，特别是对于未经深入思考的知识。号主声明：号主绝不敢声称公众号的文章观点千真万确，但是号主给出的观点一定是经过慎重思考的，所以非常欢迎朋友们批评斧正，您真诚的批评斧正是号主成长的阶梯。

在《教研分享系列89》中给出了活动杆的原型如下图所示：

看图不难明白，活动杆涉及的是转动问题，需要运用转动规律来解释。尽管师范科班出身的年轻教师学习了《普通物理学》或《大学物理》等课程，但是估计就转动主题的学习不够深入，习惯了功利性学习的人要完全克服功利性学习是非常困难的——高中物理不涉及转动问题，以高中教师为职业方向就没有必要学习转动方面的知识了。这样的学习观当然不可取，但持有这样的学习观又特别自然。当然，还有另外一种可能，就是高中教师很自然地站在了高中生视角思考问题，进而阻碍了自己站高一点思考问题，这是一种客观现象，包括号主自己在内，也时常陷入“井底之蛙”的思维陷阱之中。

根据转动规律，活动杆处于转动平衡状态，那么活动杆受到的合力矩必定为零。基于此，活动杆如果三点受力（铰链处为一个点），那么三点合力作用线必交于一点，这就是三力交汇原理。

（图片来自于网络，对图片进行了修改，修改为轻杆用铰链连接，即为活动杆）

值得注意，对“铰链”缺乏认识，有可能会导致认知障碍，难以理解铰链处为什么可以施加不沿杆方向的力。铰链是固定有插销的固定配件，活动杆一端焊接的孔洞套在插销上，插销自然可以朝四方对孔洞边缘施力，即对活动杆施力，施力不一定沿杆的方向。

同理，活动杆如果两点（例如包括铰链在内的两端点）施力，那么两（端）点合力的作用线必定沿杆方向，否则活动杆合力矩不等于0，即不能处于转动平衡状态。

至此，对本公众号文章第一副图就可能有了深度理解，即注意到我们可能忽视了的词汇。

如果活动杆并不处于转动平衡状态，那么两端点受力活动杆能施加不沿杆方向的力吗？就这个问题，有朋友咨询我，咨询的具体题目如下图。

小球Q运动到最低点时，活动杆给小球Q的力沿杆方向吗？

两位老师经过交流实际上已经得到了结论，估计朋友希望号主给出一个终极裁判，这显然是对号主高度信任，在此表示感谢！但是号主真的不敢担任此角色，只能再次感谢朋友给予号主一次极好的学习机会。

关于物理模型的认知，只有经历模型建构过程，才能对模型形成一个开放的、灵活的、辩证的、准确的认识，例如轻杆，一定要理解是质量忽略不计，并从动力学（包括转动力学）去理解轻杆的动力学特征。

杆受的力一定沿杆的方向吗？

老师，为什么活杆的力一定沿着杆的方向，而死杆是任意方向

原理：满足平衡条件时杠杆不动，对于自由杠杆，其自身的重力为“阻力”力臂，静止时阻力力臂为0。那么只有受力方向沿着杠杆时，动力臂才能为零。

杆没有发生弯曲形变时力沿杆。有受力就有形变，由于没有弯曲，可一想象到杆的侧面没有净力，所以杆的受力只能沿杆。

前提是，可自由转动（杆两端的连接处是转轴）若要保持静止（或匀速转动），所受外力必然沿着杆。若不然，则外力对转轴就有力矩，从而杆将绕轴加速转动。

扩展资料：

一个物体在受到两个力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。使物体处于平衡状态的两个力叫做平衡力。

物体受平衡力作用，合力为0，好像没有受力，可近似认为满足牛顿第一定律条件。

两个力作用在同一物体上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。

参考资料来源：百度百科-力的平衡