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物理考题:如图所示.一把均匀直尺可以绕中点自由转动.尺上垂直放有A.B

2024-01-16 18:45:52信息公告989

如图所示,一把均匀直尺可以绕中点自由转动,尺上垂直放有A、B、C三支蜡烛,并处于平衡.如三支蜡烛的材料和粗细都相同,而长度LA=LC=LB,现同时点燃这三支蜡烛,且设它们在单位时间内燃烧的质量相等,则在蜡烛燃烧的过程中1rH物理好资源网(原物理ok网)

A.直尺将失去平衡,且B、C端下沉1rH物理好资源网(原物理ok网)

B.直尺将失去平衡,且A端下沉1rH物理好资源网(原物理ok网)

C.直尺始终保持平衡1rH物理好资源网(原物理ok网)

D.无法判断1rH物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

A1rH物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

由题意可知三支蜡烛的材料和粗细都相同,而长度LA=LC=LB,设A蜡烛的质量为m,则B的质量为2m,C的质量为m;设三个蜡烛的力臂分别为:lA、lB、lC,蜡烛未点燃时,直尺在水平位置平衡;1rH物理好资源网(原物理ok网)

如果将三支蜡烛同时点燃,它们的燃烧速度相同,设燃烧的质量为m′,则根据燃烧剩余的蜡烛的重力可更出两端的力与力臂的乘积,比较两乘积可知能否再次平衡.1rH物理好资源网(原物理ok网)

解答:设由题意可知,三蜡烛的质量之比应等于长度之比,设A的质量为m,则B的质量为2m,C的质量为m;1rH物理好资源网(原物理ok网)

开始时直尺平衡,则由杠杆的平衡条件可知,mg×lA=mg×lC+2mg×lB1rH物理好资源网(原物理ok网)

则lA-2lB-lC=0;1rH物理好资源网(原物理ok网)

当蜡烛燃烧掉质量为m′时,左侧力及力臂的乘积为(m-m′)glC+(2m-m′)glB1rH物理好资源网(原物理ok网)

右侧力及力臂的乘积为:(m-m′)glA1rH物理好资源网(原物理ok网)

则用左侧的乘积减去右侧,可得:1rH物理好资源网(原物理ok网)

(m-m′)glC+(2m-m′)glB-(m-m′)glA=m′glA-m′glC-m′glB=m′g(lA-lB-lC);1rH物理好资源网(原物理ok网)

因lA-2lB-lC=0;则m′g(lA-lB-lC)>0;1rH物理好资源网(原物理ok网)

故左侧力及力臂的乘积大于右侧乘积,故杠杆会向左倾斜;B、C端下沉;1rH物理好资源网(原物理ok网)

故选A.1rH物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了杠杆的平衡条件的应用,在解题中不但能找出力臂平衡时的状态;还能判断杠杆的偏转方向;当不能平衡时,杠杆将向力及力臂的乘积大的方向偏转.1rH物理好资源网(原物理ok网)