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.如图所示,能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5 N的细线OB水平,细线OC能承受足够大的拉力.为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂物体的最大重力是多少?
图4-2-27
【解析】:取O点为研究对象,受力分析如图所示.
假设OB不会被拉断,且OA上的拉力先达到最大值,即F1=10 N,根据平衡条件有F2=F1max·cos45°=10× N≈7.07 N,由于F2大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线OB先被拉断.再假设OB线上的拉力刚好达到最大值(即F2max=5 N),处于将被拉断的临界状态.根据平衡条件有F1cos45°=F2max,F1sin45°=F3,再选重物为研究对象,根据平衡条件有F3=Gmax,以上三式联立解得悬挂物体的最大重力为Gmax=F2max=5 N.
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.如图所示,能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5 N的细线OB水平,细线OC能承受足够大的拉力.为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂物体的最大重力是多少?
图4-2-27
【解析】:取O点为研究对象,受力分析如图所示.
假设OB不会被拉断,且OA上的拉力先达到最大值,即F1=10 N,根据平衡条件有F2=F1max·cos45°=10× N≈7.07 N,由于F2大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线OB先被拉断.再假设OB线上的拉力刚好达到最大值(即F2max=5 N),处于将被拉断的临界状态.根据平衡条件有F1cos45°=F2max,F1sin45°=F3,再选重物为研究对象,根据平衡条件有F3=Gmax,以上三式联立解得悬挂物体的最大重力为Gmax=F2max=5 N.
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201308/32/63fd66de.png)
甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12N时,物体的加速度a=4m/s2,根据牛顿定律导出:m=
F |
a |
乙同学的分析过程是:从图象中得出直线的斜率为:k=tan45°=1,而K=
1 |
m |
请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因.如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果.
(2)两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心间距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量.
解:设双星的质量分别为M1、M2.它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:G
M1M2 |
R2 |
2π |
T |
M1M2 |
R2 |
2π |
T |
请判断上述解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
解:设双星的质量分别为M1、M2.它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:G
M1M2 |
R2 |
2π |
T |
M1M2 |
R2 |
2π |
T |
8π2R2 |
GT2 |
上述结果是否正确?若正确,请列式证明:若错误,请求出正确结果.
甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12N时,物体的加速度a=4m/s2,根据牛顿定律导出:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195614592105105/SYS201310291956145921051014_ST/0.png)
乙同学的分析过程是:从图象中得出直线的斜率为:k=tan45°=1,而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195614592105105/SYS201310291956145921051014_ST/1.png)
请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因.如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果.
(2)两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心间距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量.
解:设双星的质量分别为M1、M2.它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195614592105105/SYS201310291956145921051014_ST/2.png)
请判断上述解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195614592105105/SYS201310291956145921051014_ST/images3.png)