在光滑的水平面上有一个静止的小车A,有一根可绕O轴自由转动的木棒B,下端搭在小车上,如下图所示,这时木棒对小车的压力为,现用水平力F拉小车,但小车未被拉动,设这时木棒对小车的压力为,则
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A. B.
C. D.题中所给条件不足,无法比较的大小.
加上水平力 F后,木棒受到三个力的力矩:如图(B)力的逆时针方向的力矩;顺时针方向的力矩,除了原来的重力G的力矩,又有一个静摩擦力f的力矩,顺时针方向的力矩增大了,而木棒仍保持平衡,逆时针方向的力矩必定增大,而此力的力臂未变,故必大于.由牛顿第三定律可知:.故选项C正确. |
在未加水平力 F之前,小车在竖直方向受到三个力:重力、木棒对小车的压力、水平面对小车的支持力.小车在这三个力的作用下保持静止.因为水平面光滑,小车又保持静止,所以小车和木棒下端之间没有静摩擦力.木棒作为一个有固定转动轴的物体处于平衡状态.此时木棒受两个力矩,一是重力G的力矩,顺时针方向;一是小车对木棒支持力(与木棒对小车的压力是一对作用力和反作用力)的力矩,逆时针方向.这两个力矩大小相等如图(A).加上水平力F之后,小车未被拉动,说明另有一个大小相等方向相反的力与力F平衡.此力只能来自木棒下端对小车的静摩擦力F.这个摩擦力的方向是水平向右的.从牛顿第三定律知道,此时小车对木棒下端的静摩擦力f是水平向左的.
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