题目内容
4.如图,固定在竖直平面内的绝缘光滑圆环的最高点有一光滑小孔,圆心O处固定一正点电荷,一根绝缘细线的下端系着质量为m的带负电小球、上端穿过小孔用手拉住,现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对细线的拉力T和圆环对小球的支持力N的大小变化情况是( )A. | T不变,N减小 | B. | T减小,N不变 | C. | T不变,N增大 | D. | T增大,N减小 |
分析 对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出细线与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力.
解答 解:小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G,F,N和库仑力F库四个力.满足受力平衡.作出受力分析图如下
由图可知△OAB∽△GTA
即:$\frac{G}{R}=\frac{T}{AB}=\frac{N-{F}_{库}}{R}$,
当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故T减小,N-F库不变,而F库=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{R}^{2}}$不变,所以N大小不变,故B正确,ACD错误;
故选:B.
点评 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答.本题是利用相似三角形法处理共点力的动态平衡,当无法准确得出角边关系时,应考虑应用此法.
练习册系列答案
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B. | 加速过程中电梯对人有沿斜面向上的摩擦力作用 | |
C. | 加速过程中电梯对人的功率增大 | |
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B. | 当消防车匀速前进时,消防队员一定做直线运动 | |
C. | 当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀速直线运动 | |
D. | 当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动 |
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C. | 串联一个10kΩ的电阻 | D. | 并联一个9.5kΩ的电阻 |