题目内容

14.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=150,一个小轻环C(质量忽略不计)套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°,不计一切摩擦.则小环甲与小环乙的质量比m:m等于(  )
A.tan15°B.tan30°C.tan60°D.l

分析 小环C为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,故可以根据平衡条件得到细线的4段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环、乙环受力分析,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解.

解答 解:小环C为轻环,重力不计,故受两边细线的拉力的合力与杆垂直,故C环与甲环与竖直方向的夹角为60°,C环与乙环与竖直方向的夹角为30°,A点与乙环与竖直方向的夹角也为30°,甲环与B点与竖直方向的夹角为60°,根据平衡条件,对乙环,有:
2Tcos30°=m1g
对甲环,根据平衡条件,有:
2Tcos60°=m2g
故m1:m2=tan30°
故选:B

点评 本题切入点在于小环C是轻环,受细线的拉力的合力与杆垂直,难点在于结合几何关系找到各个细线与竖直方向的夹角,然后根据平衡条件列式分析,不难.

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