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(2011?上海模擬)如圖所示,均勻光滑直棒一端鉸于地面,另一端擱在一個立方體上,桿與水平面間的夾角α為30°左右.現將立方體緩慢向左移動,則棒對立方體的壓力大小將(  )
分析:在立方體緩慢向左推的過程中,棒處于力矩平衡狀態(tài);棒受重力力矩及立方體對棒的壓力力矩而處于平衡,根據力矩平衡條件列式,通過重力力矩變化即可得出壓力力矩的變化,從而解出壓力的變化.
解答:解:設棒的重力大小為G,立方體對棒的彈力(方向與棒垂直斜向上)大小為F,棒的長度為L,重心在棒的中點,立方體的邊長為h,棒與地面之間的夾角為α,根據力矩平衡條件得:
G
L
2
cosα=F
h
sinα

因α增大,cosα減小,故Gcosα
L
2
減小,所以立方體對棒的壓力力矩減;
由上式解得:
F=
GL
4h
sin2α
由數學知識可知,當θ=45°時,F有最大值
所以立方體緩慢向左推時,立方體對棒的壓力F先增大,后減。
故選:C
點評:本題考查了力矩平衡條件的應用,解題的關鍵在于分析題目中力臂的變化,列出力矩平衡方程;同時要注意能靈活轉換思維,能用重力的力矩表示出壓力力矩的變化.
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