题目内容
如图所示是一种手控制动器，a是一个转动着的轮子，b是摩擦制动片，c是杠杆，O是其固定转动轴．手在A点施加一个作用力F时，b将压紧轮子，使轮子制动．若使轮子制动所需的力矩是一定的，则下列说法正确的是（ ）
A．轮a逆时针转动时，所需的力F较小
B．轮a顺时针转动时，所需的力F较小
C．无论逆时针还是顺时针转动，所需的力F相同
D．无法比较F的大小
【答案】分析：轮子a逆时针转动与顺时针转动时，对b的摩擦力的方向不同所以摩擦力产生的力矩的方向也不同，两种情况下的力矩方程就不同．分别写出两种情况下的力矩平衡方程，即可知道哪一种情况下的力大一些．
解答：解：轮子制动需要的力矩是一定的，所以b对轮子的压力大小是一定的，所以无论轮子a逆时针转动还是顺时针转动，制动所需的摩擦力f大小相同；
选取O点为转轴，A向后拉时的力矩沿顺时针方向；轮子顺时针转动时，轮子对b的摩擦力方向向下，对转轴O产生逆时针方向的力矩；轮子逆时针转动时，轮子对b的摩擦力方向向上，对转轴O产生顺时针方向的力矩；a对b的支持力产生的力矩始终沿逆时针方向．
轮子顺时针转动时，MF=MN+Mf
轮子逆时针转动时，MF+Mf=MN
比较以上两式，可得在轮子制动需要的力矩MN是一定的条件下，轮子逆时针转动时，制动所需的力矩小，所以制动所需的力F也小．故A正确，BCD错误．
故选：A
点评：本题考查力矩平衡条件的应用，但重点注意摩擦力的力矩的方向，由于摩擦力的方向不同，使轮子对B杆产生的压力也就不同．
解答：解：轮子制动需要的力矩是一定的，所以b对轮子的压力大小是一定的，所以无论轮子a逆时针转动还是顺时针转动，制动所需的摩擦力f大小相同；
选取O点为转轴，A向后拉时的力矩沿顺时针方向；轮子顺时针转动时，轮子对b的摩擦力方向向下，对转轴O产生逆时针方向的力矩；轮子逆时针转动时，轮子对b的摩擦力方向向上，对转轴O产生顺时针方向的力矩；a对b的支持力产生的力矩始终沿逆时针方向．
轮子顺时针转动时，MF=MN+Mf
轮子逆时针转动时，MF+Mf=MN
比较以上两式，可得在轮子制动需要的力矩MN是一定的条件下，轮子逆时针转动时，制动所需的力矩小，所以制动所需的力F也小．故A正确，BCD错误．
故选：A
点评：本题考查力矩平衡条件的应用，但重点注意摩擦力的力矩的方向，由于摩擦力的方向不同，使轮子对B杆产生的压力也就不同．
练习册系列答案
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