试题与答案

如图所示,均匀光滑直棒一端用铰链装在水平地面上,另一端搁在立方体上,棒与地面夹角

题型:填空题

题目:

如图所示,均匀光滑直棒一端用铰链装在水平地面上,另一端搁在立方体上,棒与地面夹角α为30°左右,现将立方体缓慢向左推,则立方体对棒的压力力矩变化情况为______(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”,以下同),立方体对棒的压力变化情况为______.

答案:

设棒的重力大小为G,立方体对棒的弹力(方向与棒垂直斜向上)大小为N,

棒的长度为L,立方体的边长为h,棒与地面之间的夹角为θ,

根据力矩平衡条件有

Gcosθ?

L
2
=N?
h
sinθ

因θ增大,cosθ减小,故Gcosθ

L
2
减小,立方体对棒的压力力矩减小;

由上式解得:

N=(

GL
4h
)sin2θ;

由数学知识可知,当θ=45°时,N有最大值

所以立方体缓慢向左推时,压力力矩减小,而支持力N先增大,后减小;

故答案为:减小;先增大后减小.

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