C
分析:將CD桿與AB桿接觸處分光滑的和有摩擦的兩種情況,分別利用杠桿平衡條件,對(duì)CD桿的平衡情況列出等式,分析出CD桿對(duì)AB桿產(chǎn)生的壓力的變化情況,然后對(duì)杠桿AB的平衡分析比較即可.
解答:(1)若CD桿與AB桿接觸處是光滑的.
AB桿上的B為支點(diǎn),作用在AB桿上的力有:F、重力G、CD桿對(duì)AB桿的壓力F′,
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則根據(jù)杠桿平衡條件得:
F?L
1=G?L
2+F′?L
3,
無(wú)論AB桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),F(xiàn)的力臂L
1、AB桿的重力G及重力力臂L
2、壓力F′及力臂L
3都不變,所以,
F
1=F
2.
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(2)若CD桿與AB桿接觸處是有摩擦的.
AB桿受力F,G,F(xiàn)′,摩擦力f,力矩為
順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng):F
1?L
1=G?L
2+F
1′?L
3+f
1?0---------------①
逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng):F
2?L
1=G?L
2+F
2′?L
3+f
2?0---------------②
∵CD桿對(duì)AB桿的壓力F′在兩種情況中不同,
①順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),
CD桿受力:有G、F
1″、f
1′,摩擦力f
1′方向沿AB桿向上,μ為CD桿與AB桿之間的摩擦系數(shù),
則:F
1″?L
4+f
1′?L
6=G?L
5,即:F
1″?L
4+μ?F
1″?L
6 =G?L
5,
∴F
1″=
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②逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),
CD桿受力也是有G,F(xiàn)
2″,f
2′,但摩擦力f
2′方向沿AB桿向下,
則:F
2″?L
4=G?L
5+f
2′?L
6,
即:F
2″?L
4=G?L
5+μ?F
2″?L
6
∴F
2″=
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∵CD桿上的G、L
4、L
5、μ、L
6 都不變,
∴F
1″<F
2″
∵F
1′與F
1″,F(xiàn)
2′與F
2″是一對(duì)相互作用力,
∴F
1′<F
2′-----------③.
代入前面的①②式比較可得:
F
1<F
2.
故選C.
點(diǎn)評(píng):本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用,但重點(diǎn)注意CD桿對(duì)AB桿的壓力的變化,若無(wú)摩擦不會(huì)產(chǎn)生影響,若有摩擦,則由于摩擦力的方向不同,使CD桿對(duì)AB桿產(chǎn)生的壓力也就不同,利用杠桿平衡條件分析出這個(gè)壓力的變化,即可解答.