题目内容

4.两根长度相等的轻绳依次连接好两个质量均为m的小球,小球的大小忽略不计,悬挂在水平天花板上保持静止状态,如图所示,现对上面的小球施加2F的水平向左的作用力,对下面的小球施加F的水平向右的作用力,当两球再次平衡时,以下四组位置关系正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 分别以整体与下面的小球为研究对象进行受力分析,求出拉两个小球的线与竖直方向之间的夹角,然后比较即可得出结论.

解答 解:以两个小球整体为研究对象,则整体受到重力、绳子的拉力与两侧的拉力的作用,如图1:

则:$tanθ=\frac{2F-F}{2mg}=\frac{F}{2mg}$
以下边的小球为研究对象,则下边的小球受到重力、绳子的拉力以及力F的作用,如图2,设绳子与竖直方向之间的夹角为β,则:
$tanβ=\frac{F}{mg}$
所以可知,β>θ.所以四个选项中,C图正确,ABD错误.
故选:C

点评 该题考查整体法与隔离法的应用,解答的关键是通过受力分析,正确找出两段绳子与竖直方向之间的夹角的关系.

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