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如图所示,┏型均匀杆总长为3L,在竖直平面内可绕水平轴O转动,若在杆的右端A点加一方向竖直向下的力F,使杆顺时针缓慢转动.在AB杆由水平转过90°的过程中,以下说法正确的是( )

A.力F不变
B.力F变大
C.力F的力矩变小
D.力F的力矩先变大后变小
【答案】分析:BO段与AO段的重力的力矩恰好平衡,故拉力的力矩等于BC段重力的力矩,然后根据力矩平衡条件列式分析.
解答:解:A、B、设杆转动α角,BO段与AO段的重力的力矩恰好平衡,故拉力的力矩等于BC段重力的力矩,根据力矩平衡条件,有:
;(将BC和BO两端沿着水平和竖直方向正交分解,BC段重力的力臂等于BC和BO两段的水平分量之和)
解得:F=
由于α不断变大,故力F不断变大,故A错误,B正确;
C、D、设杆转动α角,力F的力矩等于BC段重力的力矩,根据力矩平衡条件,有:
;(x为BC段的中点与O点连线的水平分量)
由于x先变大后变小,故先变大后变小,F?Lcosα先变大后变小,故C错误,D正确;
故选BD.
点评:本题关键根据力矩平衡条件列方程后分析求解;难点在于BC段重力力矩的两种表达式的得出.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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如图所示,bacd为静止于水平面上宽度为;而长度足够长的U型金属滑轨,ac边接有电阻,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动,质量为、电阻也为的均匀导体棒.整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,忽略所有摩擦.若ef杆以恒定的加速度/s2由静止开始做匀加速运动’则:

(1)在5s内平均感应电动势是多少?
(2)第5s末,回路中的电流多大?
(3)第5s末,作用在ef杆上的水平外力多大?

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(1)在5s内平均感应电动势是多少?

(2)第5s末,回路中的电流多大?

(3)第5s末,作用在ef杆上的水平外力多大?

 

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