如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB与一辆拖车相连接,连接端B为一固定的水平转动轴,拖车在水平面上向右做匀速直线运动,棒长为L,棒的质量为33kg,它与地面间的动摩擦因数为0.5,棒与水平面成37°角.运动过程中地面对铁棒的支持力为______N;若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些,其他条件不变,则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来______(选填“增大”、“不变”或“减小”).
问题描述:
如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB与一辆拖车相连接,连接端B为一固定的水平转动轴,拖车在水平面上向右做匀速直线运动,棒长为L,棒的质量为33kg,它与地面间的动摩擦因数为0.5,棒与水平面成37°角.运动过程中地面对铁棒的支持力为______N;若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些,其他条件不变,则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来______(选填“增大”、“不变”或“减小”).
答
以B点为转轴,在拖车在水平面上向右做匀速直线运动过程中,棒的力矩平衡,设棒与水平面的夹角为α.则有
mg
cosα=NLcosα+fLsinα ①L 2
又滑动摩擦力f=μN.
联立得:mgcosα=2Ncosα+2μNsinα ②
解得,N=
③mg 2+2μtanα
将α=37°代入解得,N=120N
若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些,α减小,tanα减小,由③得知,N增大.
故答案为:120,增大
答案解析:在拖车在水平面上向右做匀速直线运动过程中,棒的力矩平衡,以B点为转轴,根据力矩平衡条件列式,求解支持力;根据支持力的表达式,分析支持力与AB和水平地面夹角的关系,即可判断其大小变化情况.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
知识点:本题是力矩平衡问题,正确找出力臂,建立力矩平衡方程是关键.