如图16所示,直径为36cm的半球形碗固定在水平面上,碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为47cm的光滑杆ABC搁置在半球碗上,碗的厚度不计,杆平衡时碗内部分AB段与碗外部分

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 杠杆及其五要素/2022-06-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图16所示,直径为36cm的半球形碗固定在水平面上,碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为47cm的光滑杆ABC搁置在半球碗上,碗的厚度不计,杆平衡时碗内部分AB段与碗外部分BC段的长度之比为(  )
A.38:9B.35:12C.32:15D.27:20

◎ 答案

C

◎ 解析


试题分析:光滑杆在碗中的受力情况如图所示,设杆的重为G,AB的长为x,碗的半径为R,D为杆的中点,AD=,A 端受到的作用力与杆间的夹角为θ,则cosθ=
又因为杆是平衡的,即以A为支点杆遵循杠杆的平衡,故F1×x=G×AD×cosθ;
以B为支点杆也遵循杠杆的平衡,故F2×x×sinθ=G×BD×cosθ;
联立以上两式得:
对杆进行受力分析得,在沿杆的方向是平衡的,则F2cosθ=Gsinθ;在垂直杆的方向也是平衡的,即F2sinθ+F1=Gcosθ;再联立 以上式子得:
所以可得出,将cosθ=代入可整理得:4x2-47x-8R2=0,由于R=18cm,故解之得x=35cm,则BC=47cm-35cm=12cm,所以AB:BC=35:12,C是正确的。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图16所示,直径为36cm的半球形碗固定在水平面上,碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为47cm的光滑杆ABC搁置在半球碗上,碗的厚度不计,杆平衡时碗内部分AB段与碗外部分…”主要考查了你对  【杠杆及其五要素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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