黑龍江省大慶市喇中高考物理材料 大題集練 力矩平衡（通用）

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1、高中物理大題集練力矩平衡 1、改進后的“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件”的實驗裝置如圖所示，力傳感器、定滑輪固定在橫桿上，替代原裝置中的彈簧秤，已知力矩盤上各同心圓的間距均為5cm （1）（多選題）做這樣改進的有點是A力傳感器既可測拉力又可測壓力B力傳感器測力時不受主觀判斷影響，精確度高C能消除轉(zhuǎn)軸摩擦力引起的實驗誤差D保證力傳感器所受拉力方向不變（2）某同學用該裝置做實驗，檢驗時發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動時G點始終在最低處，他仍用該盤做實驗。在對力傳感器進行調(diào)零后，用力傳感器將力矩盤的G點拉到圖示位置，此時力傳感器讀數(shù)為3N。再對力傳感器進行調(diào)零，然后懸掛鉤碼進行實驗，此方法_（選填“能”、“不能”）消除

2、力矩盤偏心引起的實驗誤差，已知每個鉤碼所受重力為1N，力矩盤按圖示方式懸掛鉤碼后，力矩盤所受順時針方向的合力矩為_Nm。力傳感器的讀數(shù)為_N.2、如圖，框架ABC由三根長度均為l、質(zhì)量均為m的均勻細棒組成，A端用光滑鉸鏈鉸接在墻壁上現(xiàn)用豎直方向的力F作用在C端，使AB邊處于豎直方向且保持平衡，則力F的大小為若在C點施加的作用力改為大小為1.5mg、方向始終垂直于AC邊的力F，使框架從圖示位置開始逆時針轉(zhuǎn)動，運動過程中當框架具有最大動能時，力F所做的功為3、如圖，一對平行金屬板水平放置，板間距為d，上極板始終接地。長度為d/2、質(zhì)量均勻的絕緣桿，上端可繞上板中央的固定軸0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固

3、定一帶正電的輕質(zhì)小球，其電荷量為q。當兩板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向00夾角=300的位置；若兩金屬板在豎直平面內(nèi)同時繞O、O順時針旋轉(zhuǎn)=150至圖中虛線位置時，為使桿仍在原位置靜止，需改變兩板間電壓。假定兩板間始終為勻強電場。求: （1）絕緣桿所受的重力G； （2）兩板旋轉(zhuǎn)后板間電壓U2。 （3）在求前后兩種情況中帶電小球的電勢能W1與W2時，某同學認為由于在兩板旋轉(zhuǎn)過程中帶電小球位置未變，電場力不做功，因此帶電小球的電勢能不變。你若認為該同學的結(jié)論正確，計算該電勢能；你若認為該同學的結(jié)論錯誤，說明理由并求W1與W2。4、一足夠長的斜面，最高點為O點，有一長為l1.00 m的木條AB

4、，A端在斜面上，B端伸出斜面外。斜面與木條間的摩擦力足夠大，以致木條不會在斜面上滑動。在木條A端固定一個質(zhì)量為M2.00 kg的重物（可視為質(zhì)點），B端懸掛一個質(zhì)量為m0.50 kg的重物。若要使木條不脫離斜面，在下列兩種情況下，OA的長度各需滿足什么條件？ 木條的質(zhì)量可以忽略不計。 木條質(zhì)量為m0.50 kg，分布均勻。5、如圖所示，一個輕質(zhì)直角形薄板ABC，AB=0.80m，AC=0.60 m，在A點固定一垂直于薄板平面的光滑轉(zhuǎn)動軸，在薄板上D點固定一個質(zhì)量為m=0.40kg的小球，現(xiàn)用測力計豎直向上拉住B點，使AB水平，如圖（a），測得拉力F1=2.0N；再用測力計豎直向上拉住C點，使A

5、C水平，如圖（b），測得拉力F2=2.0N（g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）小球和轉(zhuǎn)動軸的距離AD； （2）在如圖（a）情況下，將小球移動到BC邊上距離A點最近處，然后撤去力F1，薄板轉(zhuǎn)動過程中，AB邊能轉(zhuǎn)過的最大角度； （3）在第（2）問條件下，薄板轉(zhuǎn)動過程中，B點能達到的最大速度。6、如圖（1）所示，均勻長方體木塊長b=18cm，高h=16cm，寬L=10cm，被兩個力傳感器支撐起來，兩傳感器間距為a=10cm且到木塊兩邊的距離相等，傳感器能夠?qū)⒅吸c的受力情況通過數(shù)據(jù)采集器在計算機屏幕上反映出來。現(xiàn)用一彈簧測力計水平拉木塊，拉力作用在木塊的中點且緩

6、慢均勻增大，木塊則始終保持靜止狀態(tài)，計算機屏上出現(xiàn)如圖（2）所示的圖線。問： 圖（2）上的直線A反映的是_傳感器上的受力情況（“左邊”或“右邊”）彈簧測力計的最大拉力是_N。7、如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細桿長為，兩端各固定著一個帶電小球，處于水平方向、場強為E的勻強電場中，兩小球帶電量分別為q和q，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動。在輕桿與電場線夾角為時，忽略兩電荷間的相互作用，兩電荷受到的電場力對O點的力矩大小為_，兩電荷具有的電勢能為_。8、如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為l的等邊三角形ABC導線框，在A處用輕質(zhì)細線豎直懸掛于質(zhì)量也為m、長度為L的水平均勻硬桿一端，硬桿另一端通過輕質(zhì)彈簧連接地面，

7、離桿左端L/3處有一光滑固定轉(zhuǎn)軸O。垂直于ABC平面有一個水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B，當在導線框中通以逆時針方向大小為I的電流時，AB邊受到的安培力大小為_，此時彈簧對硬桿的拉力大小為_。9、如圖所示，豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿，上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固定一個不計重力的點電荷A，帶電量q。當板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向成45的位置；若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)15的角，而仍要桿靜止在原位置上，則板間電壓應變?yōu)閁2。求：U1/U2的比值。某同學是這樣分析求解的： 兩種情況中，都有力矩平衡的關(guān)系。設桿長為L，兩板間距為d

8、，當平行板旋轉(zhuǎn)后，電場力就由變?yōu)?，電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應的改變，但電場力對軸O的力矩沒有改變。只要列出兩種情況下的力矩平衡方程，就可求解了。 你覺得他的分析是否正確？如果認為是正確的，請繼續(xù)解答；如果認為有錯誤之處，請說明理由并進行解答。10、如圖，傾角為37，質(zhì)量不計的支架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪，A點處有一固定轉(zhuǎn)軸，CAAB，DCCA0.3m。質(zhì)量mlkg的物體置于支架的B端，并與跨過定滑輪的輕繩相連，繩另一端作用一豎直向下的拉力F，物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運動，己知物體與BD間的動摩擦因數(shù)0.3。為保證支架不繞A點轉(zhuǎn)動，物體向上滑行的最大距離sm。若

9、增大F后，支架仍不繞A點轉(zhuǎn)動，物體能向上滑行的最大距離ss(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin370.6，cos370.8)11、水平導軌AB固定在支架CD上，其形狀、尺寸如圖所示。導軌與支架的總質(zhì)量M=4kg，其重心在O點，它只能繞支架C點且垂直于紙面的水平軸轉(zhuǎn)動。質(zhì)量m=1kg的小鐵塊靜止于水平導軌AB的A端，現(xiàn)受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小鐵塊和導軌之間的動摩擦因數(shù)0.2。g取10m/s2，求： （1）小鐵塊剛開始運動時的加速度大??？ （2）小鐵塊運動到離A端多遠時，支架將要開始翻轉(zhuǎn)？ （3）若在小鐵塊運動的過程中，支架始終保持靜止，則拉力F作用的最長時間為多少？12

10、、如圖所示，斜面底端與一水平板左端a相接，平板長2L，中心C固定在高為R=L=1m的豎直支架上，支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接，因此平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時針方向翻轉(zhuǎn)。當把質(zhì)量m=0.5kg的小物塊A輕放在C點右側(cè)離C點0.2 m處時，平板左端a恰不受支持力。A與斜面間和平板的動摩擦因數(shù)均為0.2，A從斜面由靜止下滑，不計小物塊在a處碰撞時的能量損失。重力加速度g=10 m/s2?，F(xiàn)要保證平板不翻轉(zhuǎn)，求： （1）小物塊能在平板上滑行的最大距離。 （2）有同學認為，在h0一定的情況下，平板是否翻轉(zhuǎn)與斜面的傾角有關(guān)，傾角越大，越容易翻轉(zhuǎn)。請用相關(guān)知識分析上述認識是否正確。 （3）若h0=1m，

11、斜面傾角不能超過多大？13、圖中是用電動砂輪打磨工件的裝置，砂輪的轉(zhuǎn)軸過圖中O點垂直于紙面，AB是一長度，質(zhì)量的均勻剛性細桿，可繞過A端的固定軸在豎直面（圖中紙面）內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，工件C固定在AB桿上，其質(zhì)量，工件的重心、工件與砂輪的接觸點P以及O點都在過AB中點的豎直線上，P到AB桿的垂直距離，AB桿始終處于水平位置，砂輪與工件之間的動摩擦因數(shù) （1）當砂輪靜止時，要使工件對砂輪的壓力N，則施于B端豎直向下的力應是多大？ （2）當砂輪逆時針轉(zhuǎn)動時，要使工件對砂輪的壓力仍為N，則施于B端豎直向下的力應是多大？14、塔式起重機的結(jié)構(gòu)如圖所示，設機架重P400 kN，懸臂長度為L10 m，平衡塊重

12、W200 kN，平衡塊與中心線OO/的距離可在1 m到6 m間變化，軌道A、B間的距離為4 m。 當平衡塊離中心線1 m，右側(cè)軌道對輪子的作用力fB是左側(cè)軌道對輪子作用力fA的2倍，問機架重心離中心線的距離是多少？ 當起重機掛鉤在離中心線OO/10 m處吊起重為G100 kN的重物時，平衡塊離OO/的距離為6 m，問此時軌道B對輪子的作用力FB時多少？15、如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點。直角桿A.DC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE=3m，BC=2m，A.CB=30，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為_Nm，直角桿對橫梁的作用力大小為_N。

13、（重力加速度g=l0m/s2）16、一個質(zhì)量為m50kg的均勻圓柱體，放在臺階的旁邊，臺階的高度h是柱體半徑r的一半，如圖所示（圖為其橫截面），柱體與臺階接觸處（圖中P點所示）是粗糙的，現(xiàn)要在圖中圓柱體最上方A處施一最小的力，使圓柱體剛能開始以P為軸向臺階上滾，求：(1)所加的力的大小(2)臺階對圓柱體的作用力的大小17、重為60N的均勻直桿AB一端用鉸鏈與墻相連，另一端用一條通過定滑輪M的繩子系住，如圖所示，繩子一端與直桿AB的夾角為30，繩子另一端在C點與AB垂直，AC=0.1AB?；喤c繩重力不計。求： （1）B點與C點處繩子的拉力TB、TC的大小。 （2）軸對定滑輪M的作用力大小。18

14、、如圖所示，有一長為L質(zhì)量為M的木板，一端用鉸鏈固定在水平地面上，另一端靠在直墻上，木板與地面夾角為 q，設木板與豎直平面AO之間沒有摩擦。在木板的上端放一個質(zhì)量為m的物體，物體與木板間動摩擦因數(shù)為 m，試回答： （1）物體將作什么運動并求出由A到B所用的時間。 （2）木板對墻上A點的壓力隨時間而變化的關(guān)系式。19、如圖甲所示，有兩個質(zhì)量均為0.4 kg的光滑球，半徑均為r3 cm，靜止在半徑R8 cm的光滑半球形碗底，求兩球之間相互作用力的大?。ㄈ10 m/s2,sin 370.6，cos 370.8）20、如圖所示，一塊質(zhì)量為0.6kg均勻平板AB長0.8m，其左端擱在水平地面上，板與地面的夾角為370，板中心C垂直固定在輕支架上，支架長OC為0.3m，支架下端與水平固定轉(zhuǎn)軸O連接在平板A點處有一質(zhì)量為0.5kg的小物體m以初速v0沿板向上運動，物體與平板間的動摩擦因數(shù)為0.2試求：【小題1】平板所受的重力的力矩； 【小題2】小物體運動到距B端多遠恰能使平板翻轉(zhuǎn)？ 【小題3】若要保證平板不翻倒，給物體的初速度v0不能超過多大?答案1、答案2、答案3、答案4、答案5、答案6、答案7、答案8、答案9、答案10、答案11、答案12、答案13、答案14、答案15、答案16、答案17、答案18、答案19、答案20、答案