作业帮2002上海市第十六届初中物理竞赛复赛答案
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/15 07:24:36
2002上海市第十六届初中物理竞赛复赛答案
8.如图5所示，AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量均匀的杠杆，它们的质量相等，长度相等。现在B端施加一个始终垂直AB杆的力，使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时针转动。设使AB杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F1，使AB杆逆时针转动到图时位置时施加在B点的力为F2。则下列说法中正确的是( )
A 若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F1<F2。
B 若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F1>F2。
C 若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的，则F1<F2。
D 无论接触点是否光滑，及转动方向如何，F1=F2。
8.如图5所示，AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量均匀的杠杆，它们的质量相等，长度相等。现在B端施加一个始终垂直AB杆的力，使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时针转动。设使AB杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F1，使AB杆逆时针转动到图时位置时施加在B点的力为F2。则下列说法中正确的是( )
A 若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F1<F2。
B 若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F1>F2。
C 若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的，则F1<F2。
D 无论接触点是否光滑，及转动方向如何，F1=F2。
该题为竞赛题目,因此较复杂,而画图又不方便,只能文字表述,不知道是否对你有帮助,具体分析方法如下：
第一种情况：接触处光滑：CD杆无论逆时针还是顺时针转都只受重力和AB杆对它的支持力,由于重力大小和方向都不变,故重力与重力的力臂乘积不变.根据杠杆平衡AB杆对CD支持力的力与力臂的乘积也不变.而对AB杆而言是三个力的杠杆平衡问题,条件应该是使它顺时针转动的力和力臂的乘积之和等于使它逆时针转的力和力臂乘积之和.无论顺时针还是逆时针转到图示位置,AB杆的重力与重力的力臂,CD对他的压力与压力的力臂乘积都是不变的,这两个力都使AB顺时针转,由杠杆平衡,所以F与它的力臂的乘积也是不变的,由于F的方向两次相同,则力臂相等,所以F1=F2.则AB答案不对
第二种情况：接触处是有摩擦的,那比上一种情况更复杂,但同样是先分析CD
顺时针转动时,CD在AB上向下动,摩擦力沿着接触面即AB面向上,对CD而言竖直向下的重力使杆顺时针转,斜向左上方的支持力和斜向右上方（沿AB方向）的摩擦力两个力使它逆时针转.同样道理,如果逆时针转到图示位置,其他不变,只是此时CD杆在AB上向上动,所以摩擦力沿着接触面即AB向下.对CD而言竖直向下的重力和斜向左下方的摩擦力两个力使杆顺时针转,只有斜向左上方的支持力使它逆时针转.由杠杆平衡条件可知：顺时针转的支持力小于逆时针转的支持力.对AB杆而言仍然是两次重力乘以重力的力臂不变,因为CD对AB的压力根据CD受到的支持力可以知道逆时针时候大,因此有平衡条件可知：让AB平衡的三个力中（此时AB受到的CD的摩擦力力臂为零,因为过了支点）,让它顺时针转动的重力和压力的力与力臂乘积之和逆时针转到此位置时更大,因此让它平衡的拉力F也是逆时针时大.故F1
第一种情况：接触处光滑：CD杆无论逆时针还是顺时针转都只受重力和AB杆对它的支持力,由于重力大小和方向都不变,故重力与重力的力臂乘积不变.根据杠杆平衡AB杆对CD支持力的力与力臂的乘积也不变.而对AB杆而言是三个力的杠杆平衡问题,条件应该是使它顺时针转动的力和力臂的乘积之和等于使它逆时针转的力和力臂乘积之和.无论顺时针还是逆时针转到图示位置,AB杆的重力与重力的力臂,CD对他的压力与压力的力臂乘积都是不变的,这两个力都使AB顺时针转,由杠杆平衡,所以F与它的力臂的乘积也是不变的,由于F的方向两次相同,则力臂相等,所以F1=F2.则AB答案不对
第二种情况：接触处是有摩擦的,那比上一种情况更复杂,但同样是先分析CD
顺时针转动时,CD在AB上向下动,摩擦力沿着接触面即AB面向上,对CD而言竖直向下的重力使杆顺时针转,斜向左上方的支持力和斜向右上方（沿AB方向）的摩擦力两个力使它逆时针转.同样道理,如果逆时针转到图示位置,其他不变,只是此时CD杆在AB上向上动,所以摩擦力沿着接触面即AB向下.对CD而言竖直向下的重力和斜向左下方的摩擦力两个力使杆顺时针转,只有斜向左上方的支持力使它逆时针转.由杠杆平衡条件可知：顺时针转的支持力小于逆时针转的支持力.对AB杆而言仍然是两次重力乘以重力的力臂不变,因为CD对AB的压力根据CD受到的支持力可以知道逆时针时候大,因此有平衡条件可知：让AB平衡的三个力中（此时AB受到的CD的摩擦力力臂为零,因为过了支点）,让它顺时针转动的重力和压力的力与力臂乘积之和逆时针转到此位置时更大,因此让它平衡的拉力F也是逆时针时大.故F1