题目内容

长为L、粗细均匀的细杆AB质量为m,在距A端L/3的O处用一钉子钉在竖直墙上,细杆可绕钉子在竖直平面内无摩擦转动,今在细杆上端A施加一水平力F,使细杆偏离竖直方向成θ 角,(θ<45°)且平衡,如图所示,则水平力F的力矩大小是    ,增大F使偏角变为2θ,此时细杆仍处于平衡状态,则此时力F的大小是   
【答案】分析:力矩等于力与力臂的乘积,力臂是支点到力的作用线的距离,根据杠杆平衡条件,即可求解.
解答:解:偏角为θ时,F的力臂是COSθ,故F的力矩是F×COSθ.由杠杆平衡条件得:
mg×sinθ=F×cosθ
偏角变为2θ时,如图根据杠杆平衡条件,
mg×sin2θ=F×cos2θ,
故F=mgtan2θ
故答案是:mgLsinθ;mgtan2θ
点评:此题为杠杆模型,关键是找到力臂,运用杠杆的平衡条件来解题.
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