如圖,L型輕桿通過鉸鏈O與地面連接,OA=AB=6m,作用于B點的豎直向上拉力F能保證桿AB始終水平.一質(zhì)量為m的物體以足夠大的速度在桿上從A點處向右運動,物體與桿之間的動摩擦因數(shù)與離開A點的距離成反比,即μ=
1
x

求:(1)當(dāng)x=2m時,拉力F的大;
(2)當(dāng)x=2m時,鉸鏈O給桿施加的力的大小和方向.
(1)輕質(zhì)桿受到滑塊的壓力N1=mg,摩擦力f=umg=
mg
x
和拉力F,以O(shè)點為支點,根據(jù)力矩平衡,有:
f?OA+mg?x=F?AB,
6mg
x
+mgx=6F

F=
mg
x
+
mgx
6
,將x=2m代入,得F=
5mg
6

(2)設(shè)軸在O點所受的力為N2,則
N2x=f=
mg
x
=
mg
2
,N2y=N1-F=mg-
5
6
mg=
1
6
mg

N2=
N2x2+N2y2
=
(
mg
2
)2+(
mg
6
)2
=
10
6
mg

設(shè)N2與水平方向的夾角為α,則tanα=
N2y
N2x
=
1
6
mg
mg
2
=
1
3

α=tan-1
1
3
,所以N2與水平方向的夾角為α=tan-1
1
3

答:(1)當(dāng)x=2m時,拉力的大小F=
5mg
6

(2)當(dāng)x=2m時,鉸鏈O給桿施加的力的大小為
10
6
mg
,方向N2與水平方向的夾角為α=tan-1
1
3
練習(xí)冊系列答案
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A.F1B.F2C.F3D.F4

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1
6
mL2ω2,m
表示桿的質(zhì)量,L表示桿的長度,ω表示桿轉(zhuǎn)動的角速度.求:
(1)外力F的最小值.
(2)撤去外力F后,細(xì)桿從圖示位置到繞O點罷到地面前的過程中,系統(tǒng)(指細(xì)桿和物體D)重力勢能的變化量.
(3)撤去外力F后,細(xì)桿繞O點轉(zhuǎn)到地面的瞬間,物體D的速度大。

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A.天平仍然平衡B.天平A盤上升
C.都有可能D.天平B盤上升

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牛頓第一定律表明,力是物體   發(fā)生變化的原因;該定律引出的一個重要概念是   

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A.慣性越來越來越大B.慣性越來越來越小
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B.背離圓心沿半徑向外運動
C.做半徑逐漸變大的曲線運動 
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同步練習(xí)冊答案