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如图所示,一根长为4m的均匀直棒AO,O端用光滑铰链固定于地面上,上端有一水平拉力F,为了使棒能垂直地立在地面上,用一根长为4m的绳子拉住棒,若绳与水平方向的夹角为30°,则绳子的拉力大小为______F,要使绳子拉力最小,则绳的另一端系在杆上的位置距地面的高度为______m.
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以O点转轴,根据力矩平衡的条件得
    F?
.
AO
=T?Lsin30°cos30°
则得:绳子拉力T=
F?
.
AO
Lsin30°cos30°
=
F×4
1
2
×
3
2
=
4
3
3
F
设绳子与水平方向的夹角为α时,则有F?
.
AO
=T?Lsinαcosα.
则得 T=
F
sinαcosα
=
2F
sin2α

当α=45°时,绳子拉力T最大,此时绳的另一端系在杆上的位置距地面的高度h=Lsinα=2
2
m.
故答案为:
4
3
3
F,2
2
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?杨浦区一模)如图所示,一根长为三的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b,它们的质量分别为ma和mb,杆可绕距a球为L/4处的水平定轴D在竖直平面内转动,初始时杆处于竖直位置,小球b几乎接触桌面,在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F作用于a球上,使之绕O轴逆时针转动,设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦,求:
(1)在细杆转动过程中a、b两小球速度大小的关系.
(2)当细杆转过口角时小球6速度大小与立方体物块速度大小的关系.
(3)若ma=3mb=m,当细杆转过30°角时小球b速度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根长为L的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场当中,电场强度大小为E,方向是水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ角时,小球处于平衡状态,试求:
(1)小球带何种电荷,带电量为多少;
(2)如果将细线剪断,小球经t时间所发生的位移大小;
(3)若将小球拉至最低点无初速度释放,当小球运动图示位置时小球的速度大小;
(4)若将小球拉至最低点无初速度释放,当小球运动图示位置时细线的拉力.

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年度上海市杨浦区高三第一学期期末抽测物理卷 题型:计算题

如图所示,一根长为三的细刚性轻杆的两端分别连结小球ab,它们的质量分别为mamb,,杆可绕距a球为L/4处的水平定轴D在竖直平面内转动,初始时杆处于竖直位置,小球b几乎接触桌面,在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F作用于a球上,使之绕O轴逆时针转动,设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦,求:

【小题1】在细杆转动过程中ab两小球速度大小的关系.
【小题2】当细杆转过口角时小球6速度大小与立方体物块速度大小的关系.
【小题3】若ma=3mb=m,当细杆转过30°角时小球b速度的大小.

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省高三第一次测试物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,一根长为L=1.5m的绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=37°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q= +4.5×106C;另一带电小来自球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q= +1.0×106C,质量m=1.0×102kg,与杆之间的动摩擦因数μ=0.1.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)小球B开始运动时的加速度为多大?

(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h为多大?

(3)若小球B在下落过程的最大速度为0.77m/s,则从开始下落到速度达到最大的过程中,小球B的电势能改变了多少?

 

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科目:高中物理 来源:2012届度上海市杨浦区高三第一学期期末抽测物理卷 题型:计算题

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1.在细杆转动过程中ab两小球速度大小的关系.

2.当细杆转过口角时小球6速度大小与立方体物块速度大小的关系.

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