如图所示,AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量均匀的杠杆,它们的质量相等,长度相等.现在B端施加一个始终垂直AB杆的力,使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时

发布时间:2020-07-29 12:29:47

如图所示,AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量均匀的杠杆,它们的质量相等,长度相等.现在B端施加一个始终垂直AB杆的力,使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时针转动.设使AB杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F1,使AB杆逆时针转动到图时位置时施加在B点的力为F2.则下列说法中正确的是A.若CD杆与AB杆接触处是光滑的,则F1<F2B.若CD杆与AB杆接触处是光滑的,则F1>F2C.若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的,则F1<F2D.无论接触点是否光滑,及转动方向如何,F1=F2

网友回答

C
解析分析:将CD杆与AB杆接触处分光滑的和有摩擦的两种情况,分别利用杠杆平衡条件,对CD杆的平衡情况列出等式,分析出CD杆对AB杆产生的压力的变化情况,然后对杠杆AB的平衡分析比较即可.

解答:(1)若CD杆与AB杆接触处是光滑的. AB杆上的B为支点,作用在AB杆上的力有:F、重力G、CD杆对AB杆的压力F′,则根据杠杆平衡条件得:F?L1=G?L2+F′?L3,无论AB杆顺时针转动还是逆时针转动,F的力臂L1、AB杆的重力G及重力力臂L2、压力F′及力臂L3都不变,所以,F1=F2.(2)若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的. AB杆受力F,G,F′,摩擦力f,力矩为 顺时针转动:F1?L1=G?L2+F1′?L3+f1?0---------------①逆时针转动:F2?L1=G?L2+F2′?L3+f2?0---------------②∵CD杆对AB杆的压力F′在两种情况中不同,①顺时针转动时,CD杆受力:有G、F1″、f1′,摩擦力f1′方向沿AB杆向上,μ为CD杆与AB杆之间的摩擦系数,则:F1″?L4+f1′?L6=G?L5,即:F1″?L4+μ?F1″?L6 =G?L5,∴F1″=②逆时针转动时,CD杆受力也是有G,F2″,f2′,但摩擦力f2′方向沿AB杆向下,则:F2″?L4=G?L5+f2′?L6, 即:F2″?L4=G?L5+μ?F2″?L6 ∴F2″=∵CD杆上的G、L4、L5、μ、L6 都不变,∴F1″<F2″∵F1′与F1″,F2′与F2″是一对相互作用力,∴F1′<F2′-----------③.代入前面的①②式比较可得:F1<F2.故选C.

点评:本题考查杠杆平衡条件的应用,但重点注意CD杆对AB杆的压力的变化,若无摩擦不会产生影响,若有摩擦,则由于摩擦力的方向不同,使CD杆对AB杆产生的压力也就不同,利用杠杆平衡条件分析出这个压力的变化,即可解答.
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