题目内容

4.如图所示,一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球,用两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线,α=30°,β=60°,则OA、OB绳的拉力之比为(  )
A.$\sqrt{2}$:1B.$\sqrt{3}$:1C.$\sqrt{3}$:2D.2:1

分析 先对A球受力分析,根据共点力平衡条件并结合合成法列式,求出OA绳的拉力与AB杆的弹力的关系,再对B球进行研究,同样得到OB绳的拉力与AB杆的弹力的关系,即可求解OA、OB绳的拉力之比.

解答 解:对A球受力分析,受重力、杆的支持力F2和细绳OA的拉力F1,如图所示:

根据共点力平衡条件,有:F1=2F2cos30°=$\sqrt{3}$F2(图中矢量三角形的三个角分别为30°、30°、120°)
再对球B进行研究,B球重力、杆的支持力F2和细绳OB的拉力F3
杆的支持力F2与竖直方向的夹角为60°,与OB绳关于竖直方向对称,根据对称性可得,F3=F2
可得OA、OB绳的拉力之比 F1:F3=$\sqrt{3}$:1
故选:B

点评 本题关键受力分析后根据共点力平衡条件列式求解,注意三力平衡可用合成法,四力平衡可以用正交分解法.

练习册系列答案
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19.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的步骤是C,操作不当的步骤是B.
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图2所示.使用交流电的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=$\frac{{{{{({x}_{3}+x}_{4}-x}_{2}-x}_{1})f}^{2}}{4}$.(用x1、x2、x3、x4及f表示)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是重锤质量m,试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小Ff=m[g-$\frac{({x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{2}-{x}_{1}){f}^{2}}{4}$].

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