12.如圖所示,三根相同的輕桿用鉸鏈連接,并用鉸鏈固定在位于同一水平線(xiàn)上的A、B兩點(diǎn),A、B間的距離是桿長(zhǎng)的2倍,鉸鏈C上懸掛一質(zhì)量為m的重物,問(wèn)為使桿CD保持水平,在鉸鏈D上應(yīng)施加的最小力是多大?

分析 先對(duì)結(jié)點(diǎn)C分析,由共點(diǎn)力的平衡可求得CD繩水平時(shí)繩的拉力;再對(duì)結(jié)點(diǎn)D分析,由共點(diǎn)力平衡和力的合成可得出最小值.

解答 解:由圖可知,要想CD水平,則AC與水平方向的夾角為60°.
結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示,由平衡條件得:
   T=FACcos60°=$\frac{1}{2}$FAC
   mg=FACsin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$FAC,
得:T=$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg;
結(jié)點(diǎn)D受力平衡,當(dāng)拉力F的方向與BD垂直時(shí),力臂最長(zhǎng)、最省力,如圖所示,
最小拉力為 F=F′=T′cos30°=Tcos30°=$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=0.5mg.
答:為使桿CD保持水平,在鉸鏈D上應(yīng)施加的最小力是0.5mg.

點(diǎn)評(píng) 在共點(diǎn)力的平衡中要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用,特別是求最小力時(shí)一定要通過(guò)幾何圖形進(jìn)行分析.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面,其截面如圖所示,發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出,若僅將a平行光換成b平行光,測(cè)得有光射出的范圍增大,設(shè)玻璃球?qū)和b兩種色光折射率分別為na和nb,光子能量分別為Ea和Eb.則( 。
A.na>nb、Ea>EbB.na>nb、Ea<EbC.na<nb、Ea>EbD.na<nb、Ea<Eb

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.將某種材料的長(zhǎng)方體鋸成A、B兩塊放在水平桌面上,并緊靠在一起,如圖所示,物體A的角度如圖中所示.現(xiàn)用水平方向的力F推物體,使A、B保持矩形整體沿力F方向勻速運(yùn)動(dòng),則( 。
A.物體A在水平方向受兩個(gè)力作用,合力為零
B.作用于A的摩擦力不止一個(gè)
C.物體B對(duì)A的彈力大小小于桌面對(duì)A的摩擦力大小
D.物體B在水平方向受五個(gè)力作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)彈簧下端固定在位置E,上端恰好與水平線(xiàn)CD齊平.靜止在傾角為θ=53°的光滑斜面上.一長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.8m的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)置m=lkg的小球,將細(xì)繩拉至水平,使小球從位置A由靜止釋放.小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí),細(xì)繩剛好被拉斷.之后小球恰好沿著斜面方向撞上彈簧上端并將彈簧壓縮,最大壓縮量為x=0.5m,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)細(xì)繩受到的拉力的最大值Tm;
(2)B點(diǎn)到水平線(xiàn)CD的髙度h;
(3)彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能Ep

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,造成各連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差不是一個(gè)恒量的主要原因是( 。
A.長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)B.時(shí)間間隔不是0.02s而是0.18s
C.運(yùn)動(dòng)中摩擦力作用D.木板未調(diào)成水平

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.為了研究過(guò)山車(chē)的原理,物理小組提出了下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為37°的傾斜軌道AB,通過(guò)水平軌道BC進(jìn)入豎直圓軌道1,接著進(jìn)入為水平軌道DE和豎直圓軌道2,其中AB,BC軌道以微小圓弧相接,已知豎直圓軌道1的半徑R=0.8m,豎直圓軌道2的半徑r=0.4m,水平軌道DE長(zhǎng)為4m,如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小物塊(可看做質(zhì)點(diǎn))靜止從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)假設(shè)整個(gè)軌道都是光滑的,要使小物塊通過(guò)兩個(gè)圓軌道滑出,求斜面AB長(zhǎng)L至少為多少?
(2)假設(shè)只有水平軌道DE是不光滑的,小物塊經(jīng)斜面下滑后恰能通過(guò)豎直圓軌道1,而后經(jīng)水平軌道DE進(jìn)入豎直圓軌道2,并且能夠滑回水平軌道DE,小物塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程不脫離軌道,求小物塊最終可能停在什么范圍內(nèi)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2),存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖所示),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0,E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上.t=0時(shí),一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域,沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后,做二次完整的圓周運(yùn)動(dòng)(其軌跡恰好不穿出邊界L1),以后可能重復(fù)該運(yùn)動(dòng)形式,最后從邊界L2穿出.重力加速度為g,上述d、E0、m、v、g為已知量.

(1)求該微粒通過(guò)Q點(diǎn)瞬間的加速度;
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電場(chǎng)變化的周期T;
(3)若微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,而d=4.5R,使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域,求微粒所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,兩根平行導(dǎo)軌PQ、GH間距為L(zhǎng)=1m,與水平方向成30°角傾斜放置.PG端接有阻值為R=1Ω的定值電阻,在距PG端x0=1m處放置一根質(zhì)量為m=0.5kg的導(dǎo)體棒MN,MN與導(dǎo)軌間無(wú)摩擦且始終保持良好接觸,不計(jì)導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌的電阻,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌的長(zhǎng)度足夠.求在下列各種情況下,作用在導(dǎo)體棒上的平行于導(dǎo)軌平面向上拉力F的大小是多少?g取10m/s2
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T保持恒定,導(dǎo)體棒以速度v=2m/s沿斜面向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T保持恒定,導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始以加速度a=2m/s2沿斜面向上勻加速運(yùn)動(dòng)5s的瞬間;
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6+0.2t均勻增強(qiáng),導(dǎo)體棒以速度v=2m/s沿斜面向上勻速上升7s的瞬間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置.閉合開(kāi)關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng).如果僅改變下列某一個(gè)條件,油滴仍能靜止不動(dòng)的是( 。
A.增大R2的阻值B.增大兩板間的距離
C.增大R1的阻值D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S

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