题目内容

15.如图所示,A、B都是重物,A被绕过的小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点.O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,cO′沿竖直方向拉着弹簧,弹簧、细线、滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态.若悬挂小滑轮的细线OP的张力是20$\sqrt{3}$N,则下列说法中正确的是(取g=10m/s2)(  )
A.弹簧的弹力为10NB.重物A的质量为2kg
C.桌面对B物体的摩擦力为10$\sqrt{3}$ND.OP与竖直方向的夹角为60°

分析 根据悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力关系,求出O′a绳的拉力.以结点O′为研究对象,分析受力,根据平衡条件求出弹簧的弹力和绳O′b的拉力.重物A的重力大小等于O′a绳的拉力大小.再根据物体B平衡求出桌面对物体B的摩擦力.

解答 解:A、设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T,则有:2Tcos30°=T1
解得:T=20N.
以结点O′为研究对象,受力如图,根据平衡条件得,弹簧的弹力为F1=Tcos60°=10N.故A正确.
B、重物A的质量mA=$\frac{T}{g}$=2kg.故B正确.
C、绳O′b的拉力F2=Tsin60°=20×$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$N=$10\sqrt{3}N$.故C正确.
D、由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等,根据对称性可知,细线OP与竖直方向的夹角为30°.故D错误.
故选:ABC

点评 本题涉及滑轮和结点平衡问题.根据动滑轮不省力的特点,确定细线OP与竖直方向的夹角是关键.

练习册系列答案
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5.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示.当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,

通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线.
(1)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1=△t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、AB间距为L、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式mgL=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.
(3)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=0.314J,系统动能的增量△Ek=0.300J.(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)

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