高一物理竞赛B班平衡练习题(1).pdf

1 合肥一中高一物理竞赛B班平衡练习题（ 1） 1. 如图所示，轻杆BC 的 C 端铰接于墙， B 点用绳子拉紧，在BC 中点 O 挂重物 G. 当以 C 为转轴时，绳子拉力的力臂是( ) ( A) OB(B) BC( C)AC( D) CE 2. 关于力矩，下列说法中正确的是( ) ( A) 力对物体的转动作用决定于力矩的大小和方向 ( B) 力矩等于零时，力对物体不产生转动作用 ( C) 力矩等于零时，力对物体也可以产生转动作用 ( D) 力矩的单位是“牛·米”，也可以写成“焦” 3. 有大小为F1=4N 和 F2=3N 的两个力， 其作用点距轴 O 的距离分别为L1=30cm 和 L2=40cm， 则这两个力对转轴O 的力矩 M1和 M2的大小关系为( ) ( A) 因为 F1F2，所以 M1M2(B) 因为 F1M2M3M4 ( C) M1M2=M3M4( D) M1M2M3M4 6. 如图所示的杆秤，O 为提纽， A 为刻度的起点，B 为秤钩， P 为秤砣 . 关于杆秤 的性能，下列说法中正确的是( ) ( A) 不称物时，秤砣移至A 处，杆秤平衡 ( B) 不称物时，秤砣移至B 处，杆秤平衡 ( C) 称物时， OP 的距离与被测物的质量成正比 ( D) 称物时， AP 的距离与被测物的质量成正比 7. 如图所示是一根弯成直角的杆，它可绕 O 点转动 . 杆的 OA 段长 30cm， AB 段长 40cm. 现用 F=10N 的力作用在杆上， 要使力 F 对轴 O 逆时针方 向的力矩最大，F 应怎样作用在杆上?画出示意图，并求出力F 的最大 力矩 . 2 8. 如图所示， ABC 为质量均匀的等边直角曲尺，质量为2M ，C 端由铰链与墙相连，摩擦不 计. 当 BC 处于水平静止状态时，施加在 A 端的最小作用力的大小为______， 方向是 ______. 9. 如图所示，将粗细均匀、直径相同的均匀棒A 和 B 粘合在一起，并在粘合处用绳悬挂起 来， 恰好处于水平位置而平衡，如果 A 的密度是B 的 2 倍， 那么 A 的重力大小是B 的______ 倍. 10. 如图所示，质量为 m 的运动员站在质量为m 的均匀长板AB 的中点，板位于水平地面上， 可绕通过 A 点的水平轴无摩擦转动.板的 B 端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后， 握在运动员的手中. 当运动员用力拉绳子时，滑轮两侧的绳子都保持在竖直方向，则要使 板的 B 端离开地面，运动员作用于绳的最小拉力是多少？ 11. 如图所示， 均匀杆 AB 每米重为30N，将 A 端支起， 在离 A 端 0. 2m 的 C 处挂一重300N 的物体，在B 端施一竖直向上的拉力F，使杆保持水平方向平衡，问杆长为多少时，所需的 拉力 F 最小 ?最小值为多大? 12.右图所示是用电动砂轮打磨工件的装置，砂轮的转轴通过图中O 点垂直于纸面，AB 是 一长度l=0. 60m、质量 m1=0. 50kg 的均匀刚性细杆，可绕过A 端的固定轴在竖直面( 图 中纸面 ) 内无摩擦地转动，工件C 固定在 AB 杆上，其质量m2=1. 5kg，工件的重心、工 件与砂轮的接触点P 以及O 点都在过AB 中点的竖直线上，P 到 AB 杆的垂直距离 d=0. 1m，AB 杆始终处于水平位置，砂轮与工件之间的动摩擦因数μ =0. 6. ( 1) 当砂轮静止时， 要使工件对砂轮的压力F0=100N，则施于 B 端竖直向下的力FB应是 多大 ? ( 2) 当砂轮逆时针转动时，要使工件对砂轮的压力仍为F0=100N，则施于B 端竖直向下 的力 FB′应是多大 ? 3 1、D 2、AB 3、D 4 、 D 5、A 6、AD 7、图略， 5N·m 8、Mg 4 23 ，垂直于 CA 的连线斜向上 9、2 10、 3 2mg 11、2m, 60N 12、 ( 1) 40N( 2) 30N 解析 ： （1）当砂轮静止时，把AB 杆和工件看成一个物体，它受到的外力对A 轴的力 矩有：重力的力矩（ 2 )( 21 l gmm） 砂轮对工件的支持力的力矩 2 0 l F B F的力矩lFB 由力矩的平衡，得 lF l gmm l F B 2 )( 2 210○ 1 解得 ])([ 2 1 210 gmmFFB ○ 2 代入数据得 NFB40○3 （2）当砂轮转动时，除重力、支持力和 B F的力矩外，还有砂轮作用于工件的摩擦力 的力矩 dF0。

由力矩的平平衡；得 lFF l gmmdFF BB 2 )( 2 1 2100○ 4 解得 I d FgmmFFB 0210 ])([ 2 1 ○5 代入数据得NFB30 ○ 6 。