如图所示.质量为m.长为L的均匀细杆OA.一端通过光滑铰链固定在地面O处.在细杆中点B处系一根细绳.细绳绕过两个光滑定滑轮后悬挂着物体D.物体D的质量为细杆质量的1/3.D离滑轮距离足够远．在外力F的作用下使细杆与地面保持夹角θ为60°.此时细绳CB与杆的夹角也为60°．已知细杆绕O点转动的动能表达式为Ek=16mL2ω2.m表示杆的质量.L表示杆� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，质量为m、长为L的均匀细杆OA，一端通过光滑铰链固定在地面O处，在细杆中点B处系一根细绳，细绳绕过两个光滑定滑轮后悬挂着物体D，物体D的质量为细杆质量的1/3，D离滑轮距离足够远．在外力F的作用下使细杆与地面保持夹角θ为60°，此时细绳CB与杆的夹角也为60°（如图所示）．已知细杆绕O点转动的动能表达式为Ek=

mL2ω2，m表示杆的质量，L表示杆的长度，ω表示杆转动的角速度．求：
（1）外力F的最小值．
（2）撤去外力F后，细杆从图示位置到绕O点罢到地面前的过程中，系统（指细杆和物体D）重力势能的变化量．
（3）撤去外力F后，细杆绕O点转到地面的瞬间，物体D的速度大小．

（1）要使F最小，F必须作用于A点，且方向垂直于杆斜向上．如图．
根据力矩平衡条件得：FL+T

sin60°=mgcos60°

又T=

mg
代入解得 F=

mg=0.11mg
（2）撤去外力F后，细杆从图示位置到绕O点罢到地面前的过程中，物体D的重力势能增大，杆的重力势能减小，
由图可知，细杆重心下降了

L，物体D上升了

则△E_P=

mg?

-mg

2-3

mgL=-0.27mgL
即系统的重力势能减小了0.27mgL．
（3）设细杆着时角速度为ω，B点着地时速度为v_B，物体D的速度为v_D，则
v_B=ω?

v_D=v_Bsinθ
根据系统机械能守恒得

mL2ω2+

=-△E_P
代入解得v_D=0.5

答：（1）外力F的最小值为0.11mg．
（2）撤去外力F后，细杆从图示位置到绕O点罢到地面前的过程中，系统重力势能的变化量为-0.27mgL．
（3）撤去外力F后，细杆绕O点转到地面的瞬间，物体D的速度大小为v_D=0.5

．

练习册系列答案

赢在课堂快乐暑假新疆美术摄影出版社系列答案

快乐假期暑假作业延边教育出版社系列答案

暑假学习乐园浙江科学技术出版社系列答案

新暑假作业浙江教育出版社系列答案

小升初衔接教程快乐假期系列答案

轻松暑假总复习系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

在“探究求合力的方法”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A．为了使合力与分力产生相同的作用效果，保证用一把弹簧秤拉橡皮条时的读数与两把弹簧秤同时拉橡皮条时的读数之和相等．

B．图示两个分力与合力时，不同小组可以采用不同的标度

C．两个分力间的夹角尽量大些可减小实验误差

D．用二把弹簧秤拉橡皮条时，使橡皮条的结点伸长到同一位置O，这时只要记录两把弹簧秤的示数就可以了．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

如图所示，ABC为质量均匀的等边直角曲尺，质量为2M，C端由铰链与墙相连，摩擦不计，当BC处于水平静止状态时，加在A端的最小外力为。方向是。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

如图，倾角为θ的光滑斜面与光滑的半圆形轨道光滑连接于B点，固定在水平面上，在半圆轨道的最高点C装有压力传感器，整个轨道处在竖直平面内，一小球自斜面上距底端高度为H的某点A由静止释放，到达半圆最高点C时，被压力传感器感应，通过与之相连的计算机处理，可得出小球对C点的压力F，改变H的大小，仍将小球由静止释放，到达C点时得到不同的F值，将对应的F与H的值描绘在F-H图像中，如图所示，则由此可知( )

A 图线的斜率与小球的质量无关
B b点坐标的绝对值与物块的质量成正比。
C a的坐标与物块的质量无关。
D 只改变斜面倾角θ，a,b两点的坐标与均不变。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图，在光滑的水平面上，一劲度系数为K的轻弹簧左端固定在墙上，右端与一质量为M的物块拴接，并处于静止状态，某时刻给M一个水平向左的初速度，经过时间T，弹簧第一次被压缩得最短，最大压缩量为X，则下列关系式正确的是（）
A

t=mv₀ B

kx²=

mv₀² C

D 以上关系式均不正确

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件实验中，调节力矩盘使其平衡，弹簧秤的读数为______N，此时力矩盘除受到钩码作用力F₁、F₂、F₃和弹簧拉力F₄外，主要还受______力和______力的作用，如果每个钩码的质量均为0.1kg，盘上各圆的半径分别是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m（取g=10m/s²），则F₂的力矩是______N?m．有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距．检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如例所示，将答案填在下表空格中）．

	可能原因	检验方法
例	力矩盘面没有调到竖直	用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直．
答