题目内容

9.如图所示,重为G=3N的电灯用水平细线BC系于右侧墙上,电线AB与竖直方向的夹角为30°,求:(取$\sqrt{3}$=1.73)
(1)线AB与BC所受的拉力大小;
(2)若将C点逐渐上移,同时将BC线逐渐放长,而保持AB的方向不变,在此过程中AB与BC中的张力大小如何变化?

分析 对B点受力分析,通过共点力平衡求出AB和BC绳的拉力大小,通过图解法抓住AB、BC合力不变,AB拉力方向不变,判断拉力的变化.

解答 解:(1)对B点受力分析,根据共点力平衡得:
FTAB=$\frac{G}{cos30°}$=$\frac{3}{\frac{\sqrt{3}}{2}}$=3.46N 
FTBC=Gtan30°=1.73N 
(2)由平衡条件得知,BA、BC两绳上张力F1和F2的合力与重力G大小相等、方向相反,保持不变,作出BC绳在三个不同位置时力的合成图,如图,在BC绳从1→2→3三个位置的过程中,可以看出,当两绳相互垂直时,F2最小,可见,F1逐渐减小,F2先逐渐减小后逐渐增大.
AB绳的拉力逐渐减小,BC绳的拉力先减小后增大.
答:(1)AB与BC所受的拉力大小分别为3.46N,1.73N.
(2)AB绳的拉力逐渐减小,BC绳的拉力先减小后增大.

点评 本题采用图解法研究动态平衡问题.图解法形象、直观,能直接反映力的变化情况.作图时要抓住张力F1和F2的合力不变、AO绳的方向不变,再由几何知识进行分析.

练习册系列答案
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14.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属接入电路部分的长度约为50cm.

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径.为防止测微螺杆对金属丝产生过大压力,在测微螺杆靠近金属丝时,应旋动图甲所示中的部件C(选填“A”、“B”、“C”或“D”),直至听到“喀喀”声时,停止旋动.从图中读出金属丝的直径为0.406mm.
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学使用以上器材,正确连接电路进行实验,记录数据如下:
次数1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图乙中的A(填“A”或“B”)电路.
(3)图丙是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据图乙所选的电路图,补充完成图丙中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丁所示.图中已标出了测量数据对应的4个坐标点,请在图丁中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=4.5Ω(保留两位有效数字),进而计算出金属丝的电阻率.

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