2013高考物理 常见难题大盘点 力矩 有固定转动轴物体的平衡

2013高考物理 常见难题大盘点 力矩 有固定转动轴物体的平衡内容摘要：

1、：力矩 有固定转动轴物体的平衡1如图 1示是单臂斜拉桥的示意图,均匀桥板 为G,三根平行钢索与桥面成 30,间距 ab=bc=cd=每根钢索受力相同，左侧桥墩对桥板无作用力，则每根钢索的拉力大小是（ ）。 (A)G (B) G6 3(C)G3 (D)2 G3解答 设 为 4L，每根钢索受力为 T，以 O 点为转轴，由力矩平衡条件得，2解得。 3本题的正确选项为（D）。 2图 1人手臂骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为 G 的物体， （1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计，图中 点受力可以不画） （2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩力约为 解 2、答 前臂的受力如图 1示，以 O 点为转轴，由力矩平衡条件得，18其中 N=G，可得 F=8G。 本题的正确答案为“8 G”。 3如图 1示，直杆 绕 O 轴转动，图中虚线与杆平行杆的 A 端分别受到 们与 在同一竖直平面内，则它们对 O 点的力矩 ）。 (A)(D)把四个力都分解为垂直于 向和沿 向的两个分力，其中沿 向的力对 O 点的力矩都为零，而垂直于 向的力臂都相等，所以四个力的力矩比较等效为垂直方向的力的比较。 从图中不难看出力大小关系为 =，所以力矩大小关系为1=4。 本题的正确选项为（C）。 4如图 1示的杆秤， O 为提扭， A 为刻度的起点， B 为秤钩， P 为秤砣，关于杆秤的性能 3、，下述说法中正确的是（ ）。 (A)不称物时，秤砣移至 A 处，杆秤平衡(B)不称物时，秤砣移至 B 处，杆秤平衡(C)称物时， 距离与被测物的质量成正比(D)称物时， 距离与被测物的质量成正比解答 当不称物体时，秤砣应在零刻度线，即在A 点，此时对 O 点的力矩平衡，设杆秤本身的重为心离开 O 点距离为 据力矩平衡条件得， 0当称物体为 G 时，设秤砣在 D 点时杆秤平衡，如图 1- 55 所示，根据力矩平衡条件有， 0由式得。 本题的正确选项为（A） （D）。 5.如图 1示， A、 B 是两个完全相同的长方形木块，长为 ，在水平桌面上，端面与桌边平行 A 木块放在 B 上，右端有 伸出，为 4、保证两块不翻倒，木块 B 伸出桌边的长度不能超4 ）。 (A) /2 (B)3 /8 ) /4 (D) /8解答 把 A、 B 当作一个整体，其重心位置在两个木块的中点，根据几何关系可知在距B 右边 处。 为了不翻倒，它们的重心不能超过桌边，即 B 伸出桌边长度不超过。 本38l 38）。 B 如图 1示，将粗细均匀、直径相同的均匀棒 A 和 B 粘合在一起，并在粘合处用绳悬挂起来，恰好处于水平位置而平衡，如果 A 的密度是 B 的两倍，那么 A 的重力大小是 答 假设 A 的长度为 x， B 的长度为 y，横截面积为 S， B 的密度为 ，则 A 的密度为 2 ，有, ,2g根据力矩平衡条件得 5、，入得 ， 12y所以。 题的正确答案为“ ”。 27如图 1示，一个质量为 m、半径为 R 的球，用长为 形的直角支架上，支架的重力不计， 为2R， 为 ，为使支架不会在水平桌面上绕 B 点翻倒，3应在 A 端至少加多大的力。 解答 要使加在 A 端的力最小，力臂应最大，即为 长度。 以球和直角支架整体作为研究对象，球所受重力和 A 端所受作用力对 B 点力矩平衡，有,2可得 F= 1所以应在 A 端至少加 力作用。 28如图 1示，重为 600N 的均匀木板搁在相距为 两堵竖直墙之间，一个重为800N 的人站在离左墙 ，求左、右两堵墙对木板的支持力大小解答 木板的受力分析如图 1示，以左边墙的交点 6、为支点，根据力矩平衡条件得A 图 1， 以右边墙的交点为支点，根据力矩平衡条件得， 1=G 人 =800N， G=600N，代入式得 00N， 00N。 所以左、右两堵墙对木板的支持力大小分别为 900N、500N。 9棒 一端 A 固定于地面,可绕 A 点无摩擦地转动, B 端靠在物 C 靠在光滑的竖直墙上,如图 1 物上再放上一个小物体,整个装置仍保持平衡,则 B 端与 C 物之间的弹力大小将（ ）。 (A)变大 (B)变小 (C)不变 (D)无法确定解答 及 C 物体在竖直方向的受力分析如图 1- 62 所示，对于 C 物体，由平衡条件得f=， 对于 ，根据力矩平衡条件得， 在 C 上加一小 7、物体后， 式可知 f 也将增大，则 式可知 N 也增大。 本题的正确选项为（A）。 10如图 1示，质量为 m 的运动员站在质量为 m 的均匀长板 中点，板位于水平地面上，可绕通过 A 点的水平轴无摩擦转动，板的 B 端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后，握在运动员的手中，当运动员用力拉绳子时，滑轮的两侧的绳子都保持在竖直方向，则要使板的 B 端离开地面，运动员作用于绳的最小拉力是_解答 设板长为 2L，对板进行受力分析如图 1- 64 所示，以 A 为转轴，根据力矩平衡条件得G=即 , 2以人为研究对象，有T+N= 由式得 T= 32本题的正确答案为“ 图 1图 1- 64 如图 1示，半 8、径是 为 N 的均匀小球，放310在光滑的竖直墙和长为 1m 的光滑木板（不计重力） 间，木板可绕轴 O 转动，木板和竖直墙的夹角为 =60，求墙对球的弹力和水平绳对木板的拉力解答 对木板 力分析如图 1- 66 所示，由力矩平衡条件得, 1对球受力分析如图 1- 67 所示，根据平衡条件得, 1 由式得 ， 2其中 G= N， R= =60， L=1m，代入可得310T= N=式可得 0N。 4所以墙对球的弹力为 10N，水平绳对木板的拉力为 2如图 1示，均匀杆 米重为 30N，将 离 A 端 C 处挂一重 300N 的物体，在 B 端施一竖直向上的拉力 F，使杆保持水平方向平衡，求杆长为多 9、少时，所需的拉力 F 最小，最小值为多少。 解答 设杆长为 x m，则重为 30x N，由力矩平衡条件得,即 , 1560使方程有解，则 ，即 F 60N， 取 F=60N，代入式可得2415x = 2 m。 所以杆长为 2 m 时，所需的拉力 F 最小，最小值为 60N。 168 图 1两个所受重力大小分别为 和 B，用细杆连接起来，放置在光滑的半球形碗内小球 A、 B 与球心 O 在同一竖直平面内，如图 1示若碗的半径为 R，细杆的长度为 ， B ，则连接两小球的 杆静止时与竖直方向的夹角为多大? A、 B 整体为研究对象， A、 B 物体所受的支持力通过球心，所以以 O 为转动轴，只有 A 10、和 B 的重力矩如图 1示，由力矩平衡条件可得， 由几何关系知： 09解式得 ，为。 13如图 1示，重为 G 的一根均匀硬棒 的A 端被细绳吊起，在杆的另一端 B 作用一水平力 F，把杆拉向右边，整个系统平衡后，细线、棒与竖直方向的夹角分别为 、 求证：2证明 硬棒受到三个力作用平衡，则三个力的作用线必交于一点，如图 1- 72 所示。 一根质量均匀的硬棒，所以 O 为 中点，则由几何关系可得 C 为 中点，而 ， ，以。 214半径为 R、质量为 2的重物分别用细绳 挂于同一点 A，并处于平衡，如图 1示已知悬点 A 到球心 O 的距离为 L，不考虑绳的质量和绳与球的摩擦，试求悬挂圆球的绳竖直方向 夹角 解答 如图 1- 74 所示，以球为研究对象，球受到重力、绳子 球的压力及 的拉力作用，因为不考虑绳对球的摩擦，则绳对球的压力 N 必然通过球心，球是均匀的，重心必在球心，所以第三个力 的拉力必过球心，即 O、 A、 D 三点在同一直线上。 以球、重物和绳作为一个系统，以 A 为转动轴，由力矩平衡条件可得图 14545F图 1 1 而 ，代入上式可得悬挂圆球的绳 竖直方向 夹角。 5在一些重型机械和起重设备上，常用双块式电磁制动器，它的简化示意图如图 1-。