题目内容
【题目】如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
【答案】AD
【解析】解法一:以重物为研究对象,受重力mg,OM绳上拉力F1,MN上拉力F2,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,在F2转至水平的过程中,MN上的张力F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以A、D正确;B、C错误。
解法二:OM的张力F1和MN的张力F2的合力F不变,关系如图所示,
由拉密定理得 ==,将重物向右上方缓慢拉起,夹角α不变,β由钝角逐渐减小到锐角,γ由锐角逐渐增大到直角,则MN上的张力F2逐渐增大,OM上的张力F1先增大后减小,选项A、D正确.
解法三:以重物为研究对象,受重力G,OM绳上张力F1,MN上张力F2,由题意知,三个力合力始终为零。
开始OM竖直且MN被拉直,可以得到:F1=G。F2=0。OM绳子与MN绳子位置如图2中1M1' 所示,1M1' = 。将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变,拉至2M2',OM绳上张力,MN上张力,根据平行四边形法则确定、,并作出G、、共点力的矢量封闭三角形(如图2),继续将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变,拉至OM水平,即3M3',OM绳上张力,MN上张力。由于重力不变,作出G、、共点力的矢量封闭三角形图(如图2)。
由图2可知,F1 <,<。所以,OM上的张力先增大后减小,选项D正确。由图2可知,F2 < < 。 所以,MN上的张力逐渐增大,选项A正确。