Question

如圖所示，一端可繞O點自由轉動的長木板上方放一個物塊，手持木板的另一端，使木板從水平位置沿順時針方向緩慢轉動，轉動過程中，手對木板的力始終豎直向上，則在物塊相對于木板滑動前（ ）

A．物塊對木板的作用力減小
B．手對木板的作用力不變
C．手對木板的作用力增大
D．手對木板的作用力的力矩不變

Answer 1

【答案】分析：分析物塊的受力情況，確定木板對物塊的作用力如何變化，即可由牛頓第三定律判斷物塊對木板的作用力如何變化；以O為支點，木板轉動過程中，重力的力矩與手對木板的作用力力矩平衡，由力矩平衡條件分析手對木板的作用力及其力矩．
解答：解：A、木板順時針方向緩慢轉動過程中，物塊所受的合力為零．物塊受到重力、木板的支持力和靜摩擦力，根據平衡條件可知，木板的支持力和靜摩擦力的合力與重力大小相等、方向相反，則木板的支持力和靜摩擦力的合力保持不變，即木板對物塊的作用力保持不變，由牛頓第三定律判斷可知，物塊對木板的作用力也保持不變．故A錯誤．
B、C以O為支點，對物塊的木板整體研究可知，木板轉動過程中，手對木板的作用力力矩與總重力的力矩平衡．設木板長度為L，物塊與木板的總重力為G，其重心到O點的距離為l，木板與墻面的夾角為α，手的作用力為F，由力矩平衡得：
    FLsinα=Glsinα
得F=，則得F保持不變．故B正確，C錯誤．
D、手對木板的作用力的力矩M=FLsinα=Glsinα，α減小，則M減小．故D錯誤．
故選B
點評：本題是共點力平衡與力矩平衡的綜合應用．對于力矩，正確找到力臂，是分析的關鍵．