Question

【题目】为了较准确地测量某细线所能承受的最大拉力，甲、乙两位同学分别进行了如下实验。

(1)甲同学操作如下：

如图a所示，将细线上端固定，在其下端不断增挂钩码，直至挂第4个钩码(每个钩码重为G)时，细线突然断裂，甲同学将3G记为细线所能承受的最大拉力

(2)乙同学操作如下：

①用刻度尺测出细线的长度l；

②按图b所示将细线左端固定，右手捏住细线另端，然后将3个钩码挂在细线上；

③捏住细线的右手沿水平刻度尺缓慢向右移动，直至细线断裂，测出此时细线两端的水平距离d。

(3)若细线质量、伸长及细线与钩码间的摩擦均忽略不计，根据上述实验，请完成下列内容：

①测量结果较准确的是_______________(选填“甲”或“乙”)同学；

②乙同学的测量结果是_____________(用题中所给物理量的字母表示)；

③在乙同学的实验中，当细线刚断时钩码两侧细线的夹角________(选填“>”、“=”或“＜”)120°。

Answer 1

【答案】 乙 ＞

【解析】 ① 甲同学的方案中钩码只能一个一个加，使得测量的细线拉力不连续，造成测量的不准确，所以乙同学的测量结果较准确。

②当绳子断时，根据共点力平衡求出绳子的最大拉力。绳子与竖直方向夹角的正弦值为：

sinθ=d/L，

根据平衡有：2Fcosθ=G，

解得最大拉力为：F= .

③根据共点力平衡得出细线上拉力的合力大小不变，大小等于物体重力3G，细线上的拉力大小大于3G，根据力的平行四边形定则，两侧细线的夹角大于120°。