题目内容

如图,轻绳的一端系有质量为2kg的物体C,另一端系在质量为1kg的均匀木棒AB的A端;木棒AB可绕B端无摩擦转动,在水平拉力F的作用下木棒AB与墙面的夹角由30°增大到60°(g=10N/kg),则(  )
A.拉力F的大小一直不变
B.当棒与墙面成30°时拉力F=
25
3
2
N
C.当棒与墙面成45°时拉力F=25N
D.当棒与墙面成60°时拉力F=
25
3
3
N

GC=2kg×10N/kg=20N;G=1kg×10N/kg=10N;
设木棒AB的长度为l,当棒与墙面成30°时,力与力臂的关系如图所示:

根据直角三角形的关系可知,L=
3
2
l,LG=
1
2
l,L=
1
4
l;
根据杠杆平衡的条件可得,F×
3
2
l=20N×
1
2
l+10N×
1
4
l,化简可得:F=
25
3
3
N,故B错误;
同理,当棒与墙面成45°时,L=
2
2
l,LG=
2
2
l,L=
2
4
l;
根据杠杆平衡的条件可得,F×
2
2
l=20N×
2
2
l+10N×
2
4
l,化简可得:F=25N,故C正确;故A错误;
同理,当棒与墙面成60°时,L=
1
2
l,LG=
3
2
l,L=
3
4
l;
根据杠杆平衡的条件可得,F×
1
2
l=20N×
3
2
l+10N×
3
4
l,化简可得:F=
25
3
2
N,故D错误.
故选C.
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