高中物理力矩的平衡条件试题

如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为       N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。

改进后的"研究有固定转动轴物体平衡条件"的实验装置如图所示，力传感器、定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤，已知力矩盘上各同心圆的间距均为 $5cm$ 。

（1）做这样改进的有点是（）

A．	力传感器既可测拉力又可测压力
B．	力传感器测力时不受主观判断影响，精确度高
C．	能消除转轴摩擦力引起的实验误差
D．	保证力传感器所受拉力方向不变

（2）某同学用该装置做实验，检验时发现盘停止转动时 $G$ 点始终在最低处，他仍用该盘做实验。在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的 $G$ 点拉到图示位置，此时力传感器读数为 $3N$ 。再对力传感器进行调零，然后悬挂钩码进行实验，此方法（选填"能"、"不能"）消除力矩盘偏心引起的实验误差，已知每个钩码所受重力为 $1N$ ，力矩盘按图示方式悬挂钩码后，力矩盘所受顺时针方向的合力矩为Nm。力传感器的读数为 $N$ 。

如图所示，两个质量分别为m、4m的质点A、B之间用轻杆连结，并通过长L的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时OA、OB段绳长各为多少?

一架梯子长25米，靠在光滑的竖直墙上，梯子底端离墙7米，关于梯子受力情况的判断，正确的是（   ）

A．梯子受到两个竖直方向的力，两个水平方向的力

B．梯子受到两个竖直方向的力，一个水平方向的力

C．梯子受到三个竖直方向的力，两个水平方向的力

D．梯子受到一个竖直方向的力，两个水平方向的力

如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上．现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为　   　．若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为　   　．

如图，一对平行金属板水平放置，板间距为，上极板始终接地。长度为、质量均匀的绝缘杆，上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻质小球，其电荷量为。当两板间电压为时，杆静止在与竖直方向夹角的位置；若两金属板在竖直平面内同时绕、顺时针旋转至图中虚线位置时，为使杆仍在原位置静止，需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:

（1）绝缘杆所受的重力；
（2）两板旋转后板间电压。
（3）在求前后两种情况中带电小球的电势能与时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能；你若认为该同学的结论错误，说明理由并求与_。

一足够长的斜面，最高点为O点，有一长为l＝1.00 m的木条AB，A端在斜面上，B端伸出斜面外。斜面与木条间的摩擦力足够大，以致木条不会在斜面上滑动。在木条A端固定一个质量为M＝2.00 kg的重物（可视为质点），B端悬挂一个质量为m＝0.50 kg的重物。若要使木条不脱离斜面，在下列两种情况下，OA的长度各需满足什么条件？

①木条的质量可以忽略不计。
②木条质量为m′＝0.50 kg，分布均匀。

如图所示，一个轻质直角形薄板ABC，AB=0.80m，AC="0.60" m，在A点固定一垂直于薄板平面的光滑转动轴，在薄板上D点固定一个质量为m=0.40kg的小球，现用测力计竖直向上拉住B点，使AB水平，如图（a），测得拉力F₁=2.0N；再用测力计竖直向上拉住C点，使AC水平，如图（b），测得拉力F₂=2.0N（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）小球和转动轴的距离AD；
（2）在如图（a）情况下，将小球移动到BC边上距离A点最近处，然后撤去力F₁，薄板转动过程中，AB边能转过的最大角度；
（3）在第（2）问条件下，薄板转动过程中，B点能达到的最大速度。

如图（1）所示，均匀长方体木块长b=18cm，高h=16cm，宽L=10cm，被两个力传感器支撑起来，两传感器间距为a=10cm且到木块两边的距离相等，传感器能够将支撑点的受力情况通过数据采集器在计算机屏幕上反映出来。现用一弹簧测力计水平拉木块，拉力作用在木块的中点且缓慢均匀增大，木块则始终保持静止状态，计算机屏上出现如图（2）所示的图线。问：
图（2）上的直线A反映的是_______________传感器上的受力情况（“左边”或“右边”）弹簧测力计的最大拉力是_______________N。

如图所示，两根重杆OA和AB，由铰链连接，并用铰链悬挂在天花板上，B位于O的正下方，若在B端分别施加图示方向的力F₁、F₂、F₃和F₄，则其中可能使两杆保持静止的是（     ）

A．F1

B．F2

C．F3

D．F4

一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一木块，木板右端受到始终与木板垂直的力F，从图中位置A缓慢转到位置B，木块相对木板不发生滑动。则在此过程中，力F和F的力矩M_F大小的变化情况是（   ）

A．F始终保持不变，MF先变小后变大

B．F始终保持不变，MF先变大后变小

C．F先变大后变小，MF先变小后变大

D．F先变大后变小，MF先变大后变小

一根粗细均匀的金属棒AB，棒的A端用轻绳同定在天花板上，棒的B端用水平拉力F拉着而使金属棒处于静止状态。轻绳与竖直方向的夹角为α，金属棒与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是

A．sinβ＝2sinα	B．cosβ＝2cosα
C．tanβ＝2tanα	D．cotβ＝2cotα

如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬直棒OB的三分之一处A点连接，悬线长度也为OB的三分之一，棒的O端用水平轴铰接在墙上，棒处于水平状态。改变悬线长度，使线与棒的连接点由A向B逐渐右移，并保持棒始终处于水平状态。则悬线拉力（     ）

A．逐渐减小	B．逐渐增大
C．先减小后增大	D．先增大后减小

水平导轨AB固定在支架CD上，其形状、尺寸如图所示。导轨与支架的总质量M=4kg，其重心在O点，它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动。质量m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，现受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小铁块和导轨之间的动摩擦因数μ＝0.2。g取10m/s²，求：

（1）小铁块刚开始运动时的加速度大小？
（2）小铁块运动到离A端多远时，支架将要开始翻转？
（3）若在小铁块运动的过程中，支架始终保持静止，则拉力F作用的最长时间为多少？

如图所示是古代农村中使用的一种舂米工具，O为固定轴，石块固定在A端，脚踏左端B可以使石块升高至P处，放开脚，石块会落下打击稻谷，若脚用力F，方向始终竖直向下，假如石块升到P处的过程中每时刻都处于平衡状态，则： （　　）

A．F先变大后变小	B．F的大小始终不变
C．F的力矩始终不变	D．F的力矩先变大后变小