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如图所示,粗细均匀的均质杆AB在B点用铰链与墙连接,A端有一轻质滑轮(大小可忽略).轻绳通过滑轮将重物吊住,保持绳AC在水平方向.要使杆能平衡,θ必须小于
45°
45°
(选填45°或60°、90°).若θ为37°时恰好达到平衡,则杆AB的质量m与重物的质量M的比值为
2:3
2:3
.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
分析:对粗细均匀的均质杆AB分析受力情况,判断出轻绳对AB的压力方向,即可得到θ的范围;若θ为37°时恰好达到平衡,以B为支点,根据力矩平衡条件求解质量之比.
解答:解:均质杆AB受到重力Mg、铰链的作用力和轻绳对AB的压力,要使杆能够平衡,轻绳对AB的压力方向应在AC与AB之间.而轻绳对AB的压力等于轻绳AC和AG拉力的合力,这两个拉力大小相等,合力沿与水平方向成45°斜向左下方方向,要使杆能平衡,此合力必须在AC与AB之间,所以θ必须小于45°.
当若θ为37°时恰好达到平衡,以B为支点,设杆长为L.根据力矩平衡条件得
   mg?
L
2
sin37°+MgLsin37°=MgLcos37°
解得:m:M=2:3
故答案为:45°,2:3
点评:本题是共点力平衡与力矩平衡的综合,分析受力情况是关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,粗细均匀的玻璃管,当温度为27℃时,封闭在管内的空气柱AB长为30cm,BC长为10cm,管内水银柱水平部分CD长为18cm,竖直部分DE长为15cm,外界大气压强为75cmHg,问:要使水平管内没有水银柱,温度至少要升高到多少℃?
现有某同学的解法如下:
以ABC管中的气体为研究对象,各状态参量如下:p1=(75-15)cmHg=60cmHgV1=(30+10)cm?S=40cm?S(式中S为玻璃管的横截面)T1=300K.要使水平管内没有水银柱,则气体膨胀到D处,这时气体的状态参量如下:p2=(75-15-18)cmHg=42cmHgV2=(30+10+18)cm?S=58cm?S(式中S为玻璃管的横截面)T2=?
因为
p1V1
T1
=
p2V2
T2
,将上述各已知量代入,可求得T2=304.5K,t2=31.5℃
所以要使水平管内没有水银柱,温度至少要升高到31.5℃
已知上述计算无误,请问该同学求得的结果是否正确?倘若有错,请求出正确结果.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?长宁区一模)如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).为了使左、右两管中的水银面相平,求:
(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃?
(ⅱ)若温度保持27℃不变,需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?上海二模)如图所示,粗细均匀的U形管,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=15cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=3cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).则:
(1)若对封闭气体缓慢加热,为了使左、右两管中的水银面相平,温度需升高到多少℃?
(2)若保持27℃不变,为了使左、右两管中的水银面相平,需从右管的开口端再缓慢注入的水银柱高度h应为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

[物理--选修3-3]
(1)以下有关热现象的说法中正确的是
C
C
(填入正确选项前的字母)
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.气体分子的平均动能增大,气体的压强一定增大
C.两个分子从远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变大、后变小,再变大
D.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
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r2
金属棒ab在中点处与环相切,现使ab始终以垂直于棒的、大小为V的速度向左运动,到达圆环的直径位置时,ab棒两端的电势差大小为
 

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