题目内容

13.射箭的弓顶部跨度为l,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l,发射时弦和箭可等效为右图乙的情景,假设弓的跨度保持不变.已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为$\frac{5}{3}$l(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)(  )
A.klB.$\frac{16}{15}$klC.$\sqrt{3}$klD.2kl

分析 力的合成遵循力的平行四边形定则,由题意可结合等边三角形的几何知识求解合力.

解答 解:设放箭处弦的弹力分别为F1、F2,合力为F,则有:F1=F2=k($\frac{5}{3}$l-l)=$\frac{2}{3}$kl,F=2F1•cosθ,
由几何关系得:sinθ=$\frac{\frac{l}{2}}{\frac{5l}{6}}$=$\frac{3}{5}$,得:cosθ=$\frac{4}{5}$,
所以,箭被发射瞬间所受的最大弹力F=$\frac{16}{15}kl$,故ACD错误,B正确.
故选:B.

点评 本题考查力的合成平行四边形定则,结合图形利用等边三角形的知识容易解决,会用合力的大小公式也可以解决,可灵活处理.

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