题目内容

20.如图所示,用一根轻绳晾晒重量为G的衣服,衣服是通过一个光滑的小圆环穿过细绳后悬挂起来的,此时绳两段间的夹角为120°,绳中张力为F1;若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,此时晾衣绳中的张力大小为F2,不计小圆环的重力,则下列关系正确的是(  )
A.F2=F1=GB.F2>F1>GC.F2<F1=GD.F2<F1<G

分析 对环受力分析,根据平衡条件结合几何关系列式求解.根据三力平衡条件即可求出;

解答 解:分别对两种情况下的环进行受力分析如图:

由图可知,开始时三个力的方向之间的夹角都是120°,所以F1=G
若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,则在竖直方向上:F2+F2sinθ=G,所以F2<G
所以三个力之间的关系为:F2<F1=G
故选:C

点评 本题中环与动滑轮类似,要抓住绳中的拉力大小左右相等的特点,由平衡条件求解绳子的拉力.

练习册系列答案
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9.某实验小组利用如图甲所示的装置探究功和动能变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门,记录小车通过A、B时的遮光时间,小车中可以放置砝码.

(1)实验主要步骤如下:
①将小车停在C点,在砝码盘放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车及小车中砝码的质量之和为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2,则小车通过A、B过程中动能的变化量△E=$\frac{1}{2}M{(\frac{d}{{t}_{2}})}^{2}-\frac{1}{2}M{(\frac{d}{{t}_{1}})}^{2}$(用字母M、t1、t2、d表示).
②在小车在增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复①的操作.
③如图2所示,用游村卡尺测量挡光片的宽度d=0.550cm.
(2)下表是他们测得的多组数据,其中M是小车及小车中砝码质量之和,|v22-v12|是两个速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是砝码盘及盘中砝码的总重力,W是F在A、B间所做的功,表格中△E1=0.600J,W3=0.610J(结果保留三位有效数字).
次数M/kg|v22-v12|/(m/s)2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.8400.420
30.5002.40△E11.220W3
41.0002.401.202.4201.21
51.0002.841.422.8601.43
(3)若在本实验中没有平衡打探力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ,利用上面的实验器材完成实验,保证小车质量不变,改变砝码盘中砝码的数量(取绳子拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m、t1、t2的数据,并得到m与($\frac{1}{{t}_{2}}$)2-($\frac{1}{{t}_{1}}$)2的关系图象如图3,已知图象在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为k,A、B两点的距离为s,挡光片宽度为d,则求得μ=$\frac{b{d}^{2}}{2gsk}$(用字母b、d、s、k、g表示).

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