试题

题目:
青果学院在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,如图所示.设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?(不考虑独木桥的形变)(  )



答案
B
解:
 重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,分别对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力为F=(m+m)g.
以A为支点,根据杠杆平衡条件:
FBL=G
1
2
L+(m+m)gvt,
∴FB=
1
2
G+
1
L
(m+m)gvt,
∵压力与支持力是一对相互作用力,
∴FB′=FB=
1
2
G+
1
L
(m+m)gvt,由此可知B端支柱所受压力FB′与时间t是一条一次函数的图象(不经过原点).
故选B.
考点梳理
杠杆的平衡分析法及其应用.
对独木桥进行受力分析:支柱对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力(大小等于独轮车重加上人重),若以A为支点,FB的力臂为L、G的力臂为
1
2
L、压力的力臂为vt,根据杠杆平衡条件可得FB与t的关系式,而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,也就得出B端支柱所受压力FB′与时间t的关系式,由此判断选择.
本题考查了杠杆平衡条件的应用,要学会与数学图象相结合来解决物理问题.
应用题;压轴题.
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