考向1 计算合力大小
典例 (2019·天津高考)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是( )
A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度
C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下
D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布
本题考查了力的合成与分解的知识,需根据题目正确画出受力分析图,利用平行四边形定则解决实际问题。考查的核心素养是模型建构与科学推理。
【自主解答】
C 解析:以桥身为研究对象,钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向,则钢索对索塔向下的压力大小等于桥身的重力,增加钢索的数量,钢索对索塔的向下的压力大小不变,故A错误;由图甲可知2Tcos α=Mg,当索塔高度降低后,α变大,cos α 变小,则T变大,故B错误;由B的分析可知,当钢索对称分布时,2Tcos α=Mg,钢索对索塔的合力竖直向下,故C正确;受力分析如图乙所示时,由正弦定理可知,只要满足=,钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成,合力便竖直向下,则钢索不一定要对称分布,故D错误。