物理人教选修22　　力矩的平衡条件同步练习教师用卷

1、1.4力(Li)矩的均(Jun)衡前提同步操练一、单项选择题1. 杠杆的均衡前提是“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，假如将“力乘以力臂界说为“力矩，那么杠杆的均衡前提可以归纳综合为“动力矩等于阻力矩，由此可见，引入新的物理量往往可以简化对纪律的表达，更便于研究或描绘物理问题，按照你的经历，力矩的单元假如用单元制中的根本单元暗示应该是()A. NmB. NsC. kgms1D. kgm2s2【谜底】D【解析】解：由题意可知，力矩等于力与力臂的乘积，那么可知力矩单元应为：Nm=kgm2s2；故D准确，ABC错误应选：D2. 如图，一根木棒AB在O点被吊挂起来，在A、C两点别离挂两个和三个钩码，AO=OC，木棒处于均衡状况.如在A点再挂两个钩码的同时，在C点再挂三个钩码，那么木棒()A. 绕O点顺时针标的目的动弹B. 绕O点逆时针标的目的动弹C. 均衡可能被粉碎，动弹标的目的不定D. 仍能连结均衡状况【谜底】A【解析】解：以O为动弹轴，设AO=OC=L，木棒的重力力矩为M，每个钩码的重力为G木棒本来处于均衡状况，按照力矩均衡前提得：2GL+M=3GL；可得M=GL 当在A点再挂两个钩码的同

2、时，在C点再挂三个钩码，顺时针力矩之和为：M顺=6GL 逆时针力矩之和为：M逆=4GL+M=5GLM顺，所以木棒将绕O点顺时针标的目的动弹，故A准确应选：A3. 如图，一长为L的轻杆一端固定在滑腻搭钮上，另一端固定一质量为m的小球.一程度向右的拉力感化于杆的中点，使杆以角速度匀速动弹，当杆与程度标的目的成60时，拉力的功率为()A. mgLB. 32mgLC. 12mgLD. 36mgL【谜底】C【解析】解：先求拉力F的巨细.按照力矩均衡，FL2sin60=mgLcos60，得F=23mg3；再求速度v=L2；再求力与速度的夹角=30，所以功率P=Fvcos=12mgL应选：C4. 或(Huo)人用一(Yi)始终沿BA标的目的的力F将一长方形木块从图示实线位置绕转轴D点迟缓翻转90到虚线所示位置，在此过程中F随转过角度的关系图线是()A. B. C. D. 【谜底】B【解析】解：以D点为转轴，画出重力的力臂，如图，那么： 由图可知，重力的力臂：LG=OD.cos 力F的力臂：LF=12AD. 按照力矩均衡前提可知，力F的力矩与重力的力矩均衡，即：F12AD.=mgOD.cos 因为当O

3、D的标的目的与重力的标的目的垂直时，即=0时重力的力矩最年夜，所以重力的力矩先增年夜后减小阐发可知，F的力矩先增年夜后减小，所以F先增年夜后减小，故B准确应选：B 5. 如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬棒AB中点毗连，棒长为线长的二倍.棒的A端用搭钮墙上，棒处于程度状况.改变悬线的长度，使线与棒的毗连点逐渐右移，并连结棒仍处于程度状况.那么悬线拉力()A. 先(Xian)增年(Nian)夜后减小B. 先减小后增年夜C. 逐渐增年夜D. 逐渐减小【谜底】D【解析】解：棒子O端用程度轴铰接在墙上，棒处于程度状况，知悬线拉力的力矩和重力力矩均衡，重力力矩不变，当改变悬线的长度，使线与棒的毗连点逐渐右移，0点到悬线的垂直间隔 不竭增年夜，那么拉力的力臂增年夜，所以拉力的巨细逐渐减小.故D准确，ABC错误应选：D 6. 如图，吊桥AB长L，质量平均分布，重G1.A端由搭钮支于地面，B端由绳拉住，绳绕过小滑轮C挂重物，重G2.重力感化线沿铅垂线AC，AC=AB.当吊桥均衡时，吊桥与铅垂线的夹角为()A. 2arcsinG2G1B. arcsinG2G1C. 2arctan2G2G1D. a

4、rctanG22G1【谜底】A【解析】解：以A为支点，按照力矩均衡前提：G1L2cos(90)=G2Lcos2 得：sin2=G2G1 得：=2arcsinG2G1，故A准确应选：A 7. 如下图为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的程度边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度巨细为B、标的目的与线圈平面垂直.当线圈中经由过程标的目的如下图的电流I时，调节砝码使两臂到达均衡.然后使电流反向，巨细不变.这时为使天平两臂再到达新的均衡，那么需()A. 在天平右盘中增添质量为m=nBILg的砝码B. 在天平右盘中增添质量为m=2nBILg的砝码C. 在天平左盘中增添质量为m=nBILg的砝码D. 在天平左盘中增添质量为m=2nBILg的砝码【谜(Mi)底】D【解(Jie)析】解：开场时底边所受的安培力标的目的竖直向上，电流反向后，安培力的标的目的变为竖直向下，相当于右边多了两个安培力的重量，即：mg=2FA 解得：FA=12mg 因为：FA=NBIL 解得：m=2nBILg 要从头均衡，需要在天平左盘中增添质量为m=2nBILg的砝码；应选：D二、多项选择题8. 如图，质量为m、长为

5、L的直导线用两绝缘细线吊挂于O、O，并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正标的目的的电流I，且导线连结静止时，悬线与竖直标的目的夹角为.那么磁感应强度标的目的和巨细可能为()A. z正向，mgILtanB. y正向，mgILC. z负向，mgILtanD. 沿悬线向上，mgILsin【谜底】BC【解析】解：逆向解题法.A、磁感应强度标的目的为z正向，按照左手定那么，直导线所受安培力标的目的沿y负标的目的，直导线不克不及均衡，所以A错误；B、磁感应强度标的目的为y正向，按照左手定那么，直导线所受安培力标的目的沿z正标的目的，按照均衡前提，当BIL刚好等于mg时，绳的拉力为零，所以B=mgIL，所以B准确；C、磁感应强度标的目的为z负标的目的，按照左手定那么，直导线所受安培力标的目的沿y正标的目的，按照均衡前提BILcos=mgsin，所以B=mgILtan，所以C准确；D、磁感应强度标的目的沿悬线向上，按照左手定那么，直导线所受安培力标的目的如以下图(侧视图)，直导线不克不及均衡，所以D错误应选：BC9. 如(Ru)下图，质量分(Fen)布平均、长宽别离为a、b的长方体木块ABCD，左上角

6、用滑腻的搭钮与固定装配毗连，小物块放在滑腻程度面将木块支撑起来，长方体木块的质量为m，其底边DC与程度面平行，与小物块之间的动摩擦身分为.现用程度力F拉动小物块.以下说法准确的选项是()A. 假设小物块从D向C匀速活动，活动过程中木块与小物块之间的摩擦力连结不变B. 假设小物块从D向C匀速活动，活动过程中拉力F逐渐减小C. 从C向D活动过程中，长方体木块与小物块之间摩擦力逐渐增年夜D. 只要不竭调整力F的巨细就可以实现小物块匀速从C到D的活动【谜底】BCD【解析】解：对木板，按照力矩均衡前提，有mgb2=fa+FNx f=FN 获得mgb2=FNa+FNx A、假设小物块从D向C匀速活动，那么x变年夜，撑持力FN变小，f变小，故A错误；B、假设小物块从D向C匀速活动，那么x变年夜，撑持力FN变小，f变小，活动过程中拉力F逐渐减小，故B准确；C、从C向D活动过程中，x变小，撑持力FN变年夜，f变年夜，故C准确；D、从C向D活动过程中，x变小，撑持力FN变年夜，f变年夜，小物块匀速，那么F=f，故D准确；应选BCD10. 操纵如下图的电流天平，可以测定磁感应强度，某次操作如下：在天平的右臂

7、下面挂一个N=100匝、程度边长l=5cm的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场标的目的垂直于纸面；在线圈中通以图示标的目的、I=0.2A的电流，在天平左、右双方加上质量各为m1、m2的砝码，天平均衡；让电流反向(巨细不变)，在右边减去一个质量m=20g的砝码后，天平刚好从头均衡.重力加快度g=10m/s2，以下判定准确的选项是()A. 磁场的标的目的垂直于纸面向里B. 线圈所受安培力巨细为0.1NC. 磁场的磁感应强度巨细为1103TD. 磁场的磁感应强度巨细为0.1T【谜底】BD【解(Jie)析】解(Jie)：A、假设所加磁场的标的目的垂直纸面向外，开场线圈所受安培力的标的目的向上，电流标的目的相反，那么安培力标的目的反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力巨细，所以需要在右边减去砝码，假设成立，故A错误；BCD、由A阐发可知，由mg=2NBIL得，那么线圈所受安培力巨细为F=NBIL=mg2=20103102=0.1N；磁场的磁感应强度巨细为：B=mg2NIL=201031021000.25102=0.1T.故BD准确，C错误应选：BD11. 如下图的平均程度

8、杆OB重为G，左端O为固定在墙上的动弹轴.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与程度标的目的的夹角为30.定滑轮被竖直绳CP和程度绳PD系住.那么以下结论中准确的选项是()A. 跨过定滑轮的细绳所受的拉力是25GB. CP绳所受的拉力是45GC. PD绳所受的拉力是35GD. 轴O受到的程度拉力15G【谜底】AC【解析】解：A、以杆OB均衡有：TL+TL2sin30=GL2，由此解得跨过定滑轮的绳所受的拉力T=25G，故A准确；BC、以P为研究对象受力阐发如下图： 按照P均衡有：TPD=Tcos30=25G32=35G TCPTsin30T=0，所以TCP=25G12+25G=35G 故B错误，C准确；D、以杆程度标的目的受力均衡有，轴O对杆的拉力F=Tcos30=25G32=35G，故D错误应选：AC12. 如(Ru)下图，质(Zhi)量为M的小球被一根长为L的可绕O轴在竖直平面内自由动弹的轻质杆固定在其端点，同时又经由过程绳跨过滑腻定滑轮与质量为m的小球相连.假设将M由杆呈程度状况开场释放，不计摩擦，忽略杆程度时质量为M的小球与滑轮间的间隔 ，竖

9、直绳足够长，那么在杆转到竖直位置的过程中()A. 质量为M的小球所受绳的拉力对转轴O的力臂逐渐减小B. 两球总的重力势能改变量为MgL+mgLC. 杆转到竖直位置时，m的速度巨细为2gLMm2M+mD. 杆转到竖直位置时，M的速度巨细为4gLM2m2M+m【谜底】AD【解析】解：A、按照力臂是动弹轴对力的感化线的垂直间隔 ，可知开场时质量为M的小球所受绳的拉力对转轴O的力臂最年夜，等于L，在杆转到竖直位置的过程中，该力臂不竭减小，故A准确B、按照几何常识可得m上升的高度为2L，m的重力势能增添2mgL，M的重力势能削减MgL，所以两球总的重力势能改变量为MgL+2mgL.故B错误CD、设此时质量为M的球、质量为m的球的速度别离为vM、vm，有vM=2vm 在整个活动过程中，由机械能守恒有：MgL2mgL=12MvM2+12mvm2；由以上式子得出：vm=2gLM2m2M+m，vM=4gLM2m2M+m.故C错误，D准确应选：AD 三、计较题13. 如下图，一根长为l的轻质直杆，可绕滑腻转轴O自由动弹，在此中点、上端别离固定质量均为m的小球B、A，小球A用程度绳系住，使杆与程度面成53角(1)当

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