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物理
题目

6.如图所示,有一质量为m的匀质细杆AB,A端靠在光滑的墙壁上,B端置于 A-|||-粗糙水平地面上而静止.杆身与竖直方向成θ角,则A端对墙壁的压力为-|||-() 1-|||-(A)mgtanθ (B) dfrac (1)(2)mgtan theta O 77-|||-B-|||-第6题图-|||-(C)2mgtanθ D)0

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查物体的平衡条件,特别是力矩平衡的应用,以及对匀质杆重心位置的理解。

解题核心思路:

  1. 确定受力:杆受重力、B端的支持力和静摩擦力、A端的墙壁弹力。
  2. 建立平衡方程:利用力矩平衡条件,选择B端为支点,排除静摩擦力的干扰,直接关联重力和墙壁弹力的力矩。
  3. 关键点:匀质杆的重心在中点,正确计算重力的力矩和墙壁弹力的力矩。

步骤1:受力分析

  • 重力:大小为$mg$,作用在杆的中点,方向竖直向下。
  • B端支持力:竖直方向,大小为$N$,平衡重力($N=mg$)。
  • B端静摩擦力:水平方向,大小为$f$,平衡墙壁的弹力。
  • A端墙壁弹力:水平方向,大小为$N_{\text{wall}}$,即墙壁对杆的推力。

步骤2:力矩平衡方程

以B端为支点,计算各力对B点的力矩:

  • 重力的力矩:$mg \cdot \frac{L}{2} \sin\theta$(顺时针)。
  • 墙壁弹力的力矩:$N_{\text{wall}} \cdot L \cos\theta$(逆时针)。

根据力矩平衡:
$mg \cdot \frac{L}{2} \sin\theta = N_{\text{wall}} \cdot L \cos\theta$

步骤3:求解墙壁弹力

消去$L$,整理得:
$N_{\text{wall}} = \frac{mg}{2} \tan\theta$

步骤4:确定答案

根据牛顿第三定律,A端对墙壁的压力大小等于$N_{\text{wall}}$,即$\frac{1}{2}mg\tan\theta$,对应选项B。

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