高考物理试题《力矩平衡》考点预测（2017年强化版）(六) 2017-11-05 16:13:37 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【大 中 小】 1、选择题  如图所示，木块m放在木板AB上，在木板的A端用一个竖直向上的力F使木板绕固定支点B逆时针缓慢转动．在此过程中，m与AB保持相对静止，则?（　　） A．竖直向上的拉力F逐渐减小 B．拉力F的力矩逐渐减小 C．木板对木块m的作用力逐渐减小 D．木块m受到的静摩擦力逐渐减小 参考答案：B 本题解析： 本题难度：简单 2、填空题  如图所示，一根长L=5 2 cm的均匀细杆OB，可以绕通过其一端的水平轴O在竖直平面内转动，杆最初处于水平位置，杆上离O轴a=5cm处放有一小物体（视为质点），杆与其上的小物体均处于静止状态．若此杆突然以角速度ω匀速绕O轴顺时针转动．则为使小物体与杆不相碰，角速度ω不能小于临界值______rad/s，若杆以这个临界角速度ω0转动，设经过时间t，小物体在竖直方向上与杆上某点的距离最大（设杆的转动角度不超过90°），试写出求解这个t的方程：______（用a、g、t和ω0来表示）． 参考答案：杆以角速度ω匀速绕O轴顺时针转动，设杆与竖直反向夹角为θ，运动时间为t； 则物体正下方的杆上点的速度为：v=ωr=ω?acosθ； 该速度的竖直分量为：vy=v?cosθ=ω?acosθ?cosθ=ωa； 杆 再次接触物体的临界位置就是杆的端点正好在小物体的正下方，此时转动角度为45°，即π4，物体下降距离为h=a=5cm； 根据h=12gt′2，解得：t′=0.1s； 故杆的角速度为：ω=π40.1=2.5πrad/s； 当物体速度与物体正下方的杆上点的速度的竖直分量相等时距离最大，此时有： gt=vy vy=ω0acosω0t?cosω0t=ω0a 即gt=ω0a； 故答案为：52π，gt=ω0a． 本题解析： 本题难度：一般 3、选择题  如图所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢转动，转动过程中，手对木板的力始终竖直向上，则在物块相对于木板滑动前（　　） A．物块对木板的作用力减小 B．手对木板的作用力不变 C．手对木板的作用力增大 D．手对木板的作用力的力矩不变

参考答案：A、木板顺时针方向缓慢转动过程中，物块所受的合力为零．物块受到重力、木板的支持力和静摩擦力，根据平衡条件可知，木板的支持力和静摩擦力的合力与重力大小相等、方向相反，则木板的支持力和静摩擦力的合力保持不变，即木板对物块的作用力保持不变，由牛顿第三定律判断可知，物块对木板的作用力也保持不变．故A错误．
B、C以O为支点，对物块的木板整体研究可知，木板转动过程中，手对木板的作用力力矩与总重力的力矩平衡．设木板长度为L，物块与木板的总重力为G，其重心到O点的距离为l，木板与墙面的夹角为α，手的作用力为F，由力矩平衡得：
? FLsinα=Glsinα
得F=GlL，则得F保持不变．故B正确，C错误．
D、手对木板的作用力的力矩M=FLsinα=Glsinα，α减小，则M减小．故D错误．
故选B

本题解析：

本题难度：一般

4、填空题  如图所示，一根长为L、质量为100kg的木头，其重心O在离粗端

L 3

的地方．甲、乙两人同时扛起木头的一端将其抬起．此后丙又在木头的中点N处用300N的力向上扛，由于丙的参与，甲的负担减轻了______N，乙的负担减轻了______N．

参考答案：丙作用前，以右端为支点，根据力矩平衡条件，有：f甲?l=mg?23l，解得f甲=23mg=20003N；
丙作用前，以左端为支点，有：f乙?l=mg?13l，解得：f乙=13mg=10003N；
丙作用后，以右端为支点，根据力矩平衡条件，有：f甲′?l+F?12l=mg?23l，解得f甲′=23mg-12F=20003N-150N=15504N；
丙作用后，以左端为支点，有：f乙′?l+F?12l=mg?13l，解得：f乙′=13mg-12F=10003N-150N=5503N；
故甲的负担减轻了150N，乙的负担也减轻了150N；
故答案为：150，150．

本题解析：

本题难度：一般

5、选择题  如图，一均匀木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动．现有一方向不变的水平力F作用于该棒的A点，使棒从竖直位置转过偏角θ（θ＜90°）棒始终处在力矩平衡状态，设M为力F对转轴的力矩，则在此过程中（　　）
A．M不断变大，F保持不变
B．M不断变大，F不断变大
C．M不断变小，F不断变小
D．M保持不变，F不断变大

参考答案：B

本题解析：

本题难度：一般

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