题目内容

19.如图所示,用不可伸长的细线将球挂在光滑的竖直墙壁上,平衡时线的拉力为F1,墙对球的支持力为F2;若用一根原长与细线相等的橡皮筋代替细线,平衡时橡皮筋的拉力为F3,墙对球的支持力为F4,则以下判断正确的是(  )
A.F1>F3B.F1<F3C.F2>F4D.F2<F4

分析 以小球为研究对象,分析受力,由平衡条件得出绳对球的拉力、墙对小球的支持力与绳子与墙的夹角的关系式,再分析F1和F2如何变化.

解答 解:以小球为研究对象,分析受力如图.
设绳子与墙的夹角为θ,由平衡条件得:F1′=$\frac{mg}{cosθ}$,F2′=mgtanθ
根据牛顿第三定律得球对绳的拉力为:F1=F1′=$\frac{mg}{cosθ}$,球对墙的压力为:F2=F2′=mgtanθ
用一根原长与细线相等的橡皮筋代替细线,由于橡皮条被拉伸,所以橡皮条与墙的夹角变小,
则橡皮条的拉力变小,墙对球的支持力变小,所以F1>F3,F2>F4
故选:AC.

点评 本题物体的平衡中动态变化分析问题,采用的是函数法,也可以运用图解法.

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