题目内容

【题目】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(  )
A.86cm
B.92cm
C.98cm
D.104cm

【答案】B
【解析】如图所示

绳子原长是80cm,伸长为100cm,如图,则AB段长50cm,伸长了10cm,假设绳子的劲度系数为k,则绳子拉力为F=0.1k
把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向的分量为Fx=0.1k×cos53°=0.06k,
两个绳子的竖直方向拉力合力为:2Fx
物体处于平衡状态,则拉力合力等于重力,即0.12k=mg,所以k=
当AC两点移动到同一点时,绳子两个绳子的夹角为0,每段绳子伸长x,则两个绳子的拉力合力为2kx=mg,x=0.06cm.
所以此时绳子总长度为92cm.
故选:B.
绳长变为100cm时,伸长了20cm,可以得出绳子的拉力,根据共点力的平衡关系可得出绳子的劲度系数,进而计算出两端在同一点时弹性绳的总长度.

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