题目内容
（2013?闵行区二模）如图所示，重为G的圆盘与一轻杆相连，杆与圆盘恰相切，支点为O．现用始终竖直向下的力F拉杆的另一端，使该端缓慢向下转动，则杆转到竖直之前，拉力F及其力矩M的变化情况是（ ）分析：杆在用水平力F作用下缓慢转动过程，杆的力矩始终平衡．以O点为转轴，杆受到重力力矩和拉力F的力矩，根据力矩平衡条件研究．
解答：解：F的力矩等于重力的力矩，因重力的大小方向不变，则其变化情况同重力臂的变化情况．
轻杆质量不计，实际质量集中在盘心，把盘心和支点连起来．在拉的时候，盘的重力不变，最大力臂是盘心和支点的连线长度，所以力矩先变大后变小
如上图由力矩平衡：
G
cos（α-β）=FL2cosα 得：F=G
cos（α-β）×
=G
（sinα+tanαcosβ）
上式中变量只有tanα，在α从0～90°变化过程，其值不断变大，所以拉力F是始终变大；
故选C．
轻杆质量不计，实际质量集中在盘心，把盘心和支点连起来．在拉的时候，盘的重力不变，最大力臂是盘心和支点的连线长度，所以力矩先变大后变小
如上图由力矩平衡：
G
| L1 |
| cosβ |
| L1 |
| cosβ?L2 |
| L |
| cosα |
| L1 |
| cosβ?L2 |
上式中变量只有tanα，在α从0～90°变化过程，其值不断变大，所以拉力F是始终变大；
故选C．
点评：本题是有固定转动轴的物体平衡问题，要分析除转轴位置以外物体的受力情况，确定力臂的变化情况是本题的关键，三角函数的应用要熟练．
练习册系列答案
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