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如图所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为1千克的秤盘,B端固定一平衡球.当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°那么该物体的质量为(  )
分析:杠杆在先后两次的改变中,都处于平衡状态,因此,根据杠杆的平衡条件可列出相应的方程,再利用解方程组的方法,求出所放物体的质量.
解答:解:当不放重物时,OA水平,OB与竖直方向成30°夹角,根据杠杆的平衡条件可得出两侧的力矩平衡,可表示为
m×g×OA=mB×g×sin30°×OB--(1)
当盘中放入重物后,OB旋转了60°,因此水平,OA′与竖直方向的夹角变为30°,同样根据杠杆的平衡条件,两侧的力矩平衡,可得
(m+m)×g×sin30°×OA=mB×g×OB--(2)
将(1)(2)组成方程组,解得m=3kg.
故选项C符合题意.
故选C.
点评:此题中解决的关键有两个,一是能熟练利用杠杆的平衡条件列出相应的平衡方程,二是能根据杠杆与竖直方向的夹角,利用三角函数的知识表示出力臂.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示为某磅秤的结构示意图,物体W放在平台上,物体以及平台的重量由刀口A和E分担,并通过由DF、FC、BG、GO、OQ等轻质硬杆组成的杠杆组(自重不计)的作用由Q处悬挂的砝码表示出来.该秤的结构装置中B和D也为刀口,O、G、C、F处为光滑铰链,P为OQ杆的固定转动轴,P、D同在一竖直线上,Q、C、F同在另一竖直线上.已知:AB=L1,BC=L2,DE=L3,DF=L4,OP=L5.若物体W放在平台上的某一位置时,刀口A和E的受力相等,此时砝码的质量为m,Γ型平台的质量为M,则物体W的质量为
 
;若物体W不论放在平台上什么位置,秤的示数不变,则L1、L2、L3、L4之间应有的关系为
 

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科目:初中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为1千克的秤盘,B端固定一平衡球.当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°那么该物体的质量为


  1. A.
    1千克
  2. B.
    2千克
  3. C.
    3千克
  4. D.
    4千克

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科目:初中物理 来源:2005年上海市第十九届初中物理竞赛初赛试卷(大同中学杯)(解析版) 题型:选择题

如图所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为1千克的秤盘,B端固定一平衡球.当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°那么该物体的质量为( )

A.1千克
B.2千克
C.3千克
D.4千克

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科目:初中物理 来源: 题型:

如图9 所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为1千克的秤盘,B端固定一平衡球。当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°那么该物体的质量为         (     )

A、1千克      B、2千克

C、3千克     D、4千克

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