题文
如图,L型轻杆通过铰链O与地面连接,OA=AB=6m,作用于B点的竖直向上拉力F能保证杆AB始终水平.一质量为m的物体以足够大的速度在杆上从A点处向右运动,物体与杆之间的动摩擦因数与离开A点的距离成反比,即μ=1x.
求:(1)当x=2m时,拉力F的大小;
(2)当x=2m时,铰链O给杆施加的力的大小和方向.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)轻质杆受到滑块的压力N1=mg,摩擦力f=umg=mgx和拉力F,以O点为支点,根据力矩平衡,有:
f•OA+mg•x=F•AB,6mgx+mgx=6F
得F=mgx+mgx6,将x=2m代入,得F=5mg6
(2)设轴在O点所受的力为N2,则
N2x=f=mgx=mg2,N2y=N1-F=mg-56mg=16mg
N2=
解析
mgx
考点
据考高分专家说,试题“如图,L型轻杆通过铰链O与地面连接,OA.....”主要考查你对 [力矩的平衡 ]考点的理解。
力矩的平衡
力矩和力偶:
①力臂:从转动轴到力的作用线的距离。
②力矩:力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
③力偶:力学上把作用在同一物体上的大小相等,方向相反、不共线的两个平行力组成的力系称为力偶。
④力偶矩:力学中,用力偶中的任一力的大小与力偶臂的乘积再冠以相应的正、负号,作为力偶使物体转动效应的度量,成为力偶矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
力矩的平衡条件:
有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和等于零,即M合=M1+M2+M3+…=0。
刚体平衡的条件:
①在任何外力作用下,大小和形状不变的物体,叫做刚体。
②刚体的平衡条件是合力为零,合力矩为零,即∑F=0,∑M=0。


