人教版物理高二选修2-2第一章第四节力矩的平衡条件同步练习

登陆21世纪教育 助您教考全无忧 人教版物理高二选修2-2第一章 第四节力矩的平衡条件同步练习 一．选择题 1．如图所示的均匀水平杆OB重为G，左端O为固定在墙上的转动轴．跨过定滑轮P的细绳的左端系在杆的中点A，右端系在B端，PB竖直向上，AP与水平方向的夹角为30°．定滑轮被竖直绳CP和水平绳PD系住．则下列结论中正确的是（　　） A． 跨过定滑轮的细绳所受的拉力是 B． CP绳所受的拉力是 C． PD绳所受的拉力是 D． 轴O受到的水平拉力 答案：C 解析：解答：A、以杆OB平衡有：， 由此解得跨过定滑轮的绳所受的拉力T=，故A错误； BC、以P为研究对象受力分析如图所示： 根据P平衡有：TPD=Tcos30°= TCP﹣Tsin30°﹣T=0，所以 故B错误，C正确； D、以杆水平方向受力平衡有，轴O对杆的拉力，故D错误． 故选：C． 分析：APB是同一根绳，根据力矩平衡求得绳中张力T，再根据P的平衡由平衡条件求得CP和PD绳中的拉力． 2．如图所示，质量为M、上表面光滑的平板水平安放在A、B两固定支座上．质量为m的小滑块以某一速度匀加速从木板的左端滑至右端．能正确反映滑行过程中，B支座所受压力NB随小滑块运动时间t变化规律的是（　　） A． B． C． D． 答案：C 解析：解答：设小滑块的速度大小为v，平板长为L，质量为M．以A支座为转轴， 则根据力矩平衡，得 mg vt+MgL=NB′ L 得到NB′=Mg+ 根据牛顿第三定律，得B支座所受压力NB=Mg+，可见，C正确 故选：C 分析：以A支座为转轴，以平板和小滑块m为研究对象，分析受力：除转轴外，整体受到重力和B支座的支持力，根据力矩平衡列方程得到支持力的解析式，再由牛顿第三定律得到B支座所受压力NB随小滑块运动时间t变化的解析式，来选择图象 3．如图，质量为m的均匀半圆形薄板，可以绕光滑水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是圆心．在B点作用一个竖直向上的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，若保持力F始终竖直向上，在F作用下使薄板绕A点沿逆时针方向缓慢转动，直到AB接近竖直位置的过程中，力F对应的力矩为M，则M、F大小变化情况是（　　） A． M变小，F不变 B． M、F均变大 C． M、F均先变大再变小 D． M先变大再变小，F始终变大 答案：C 解析：解答：以A点为支点，拉力F有力矩，重力也有力矩；设重力的作用点在P点，如图： 保持力F始终竖直，在F作用下使薄板绕A点沿逆时针方向缓慢转动，直到AB到达竖直位置的过程中，重心P与A点的水平距离先变大后变小，故重力的力矩M′先变大后变小；而拉力的力臂是逐渐变小； 设AB与竖直方向夹角为θ，根据力矩平衡条件，有： F 2Rsinθ=M=M′ 故：F=，故F先增加后减小； 故选：C． 分析：以A点为支点，拉力F有力矩，重力也有力矩，找出重心后，根据力矩平衡条件列式分析即可． 4．根据汉族民间传说，木杆秤是鲁班发明的．它是我国民间过去很长时间一直使用的称量物体质量的衡器．通常它是由一根一头粗、一头细的质量分布不均匀的直杆、称钩（BD）、提纽（O）、用可左右移动的轻线悬挂的称砣（质量为m）组成．称杆与称钩整体的重心在C点．不称物体时，将称砣置于A处，此时手提提纽，称杆恰能水平平衡．因而A点质量的刻度为零．当称钩上悬挂重物时，秤砣向右移动x到P点时重新平衡．则下列有关说法正确的是（　　） A． 杆秤上的刻度一定是均匀的 B． 其它条件不变，OB之间的距离越小，称量范围越小 C． 其它条件不变，砣的质量越大，秤量范围越小 D． 如果在加速上升的电梯中，杆秤称量计数将偏大 答案：A 解析：解答：A、由图可知，OA之间的距离为a，OB之间的距离为b，OC之间的距离为c，设OB杆的质量为m0，秤砣与A之间的距离为x，当秤砣在A点到达平衡时： m0g c=（m+m′）g a ① 当秤砣在距离A点的距离为x到达平衡时．得： m0g c+Mg b=m′ga+mg（a+x ... ...