题文
一根长为1m、质量为0.2kg的均匀直尺AB放在水平桌面上,有20cm长的一段伸在桌面之外,今在它的一端用细线悬挂一个质量为0.1kg的小球.现将小球拉起,使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,然后由静止释放小球,若小球摆到最低位置时,直尺仅对桌面边缘有压力,则θ的角度数为______.
题型:未知 难度:其他题型
答案
根据力矩平衡有:45mg×25l=15mg×110l+F×15l
解得F=3N.
在最低点,根据牛顿第二定律得,F-mg=mv2r
小球摆到最低点的过程中机械能守恒,有mgr(1-cosθ)=12mv2
联立两式解得:θ=90°
故答案为:90°.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“一根长为1m、质量为0.2kg的均匀直尺.....”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。



