题目内容

17.如图,两竖直杆顶端M、N位于等高处,将一根不可伸长的轻绳两端分别固定在M、N两点,物体通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间,静止时轻绳所成的角为120°.从此时开始若保持绳长不变,下列判断正确的是(  )
A.只适当增加两竖直杆之间的水平距离,轻绳的弹力始终大于物体的重力
B.只改变轻绳两竖直杆之间的水平距离,轻绳的弹力与物体的重力始终相等
C.只适当把悬点N沿竖直杆向下移动,轻绳的弹力可以比物体的重力大
D.只适当把悬点M沿竖直杆向下移动,轻绳的弹力可以比物体的重力小

分析 对挂钩受力分析,根据平衡条件求出轻绳所成夹角为120°时,绳子拉力与重力的关系,若保持绳长不变,只适当增加两竖直杆之间的水平距离,所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定大于120°,再根据平行四边形定则分析绳子拉力与重力的关系即可.
当上下移动N点时,由几何关系分析,明确两绳间的夹角保持不变,从而确定绳子上拉力的变化.

解答 解:AB、挂钩处于静止状态,受力平衡,对挂钩受力分析,静止时轻绳两端夹角为120°,由于重物的拉力的方向竖直向下,所以三个力之间的夹角都是120°.根据矢量的合成可知,三个力的大小是相等的.故轻绳的弹力大小为mg,若保持绳长不变,只适当增加两竖直杆之间的水平距离,所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定大于120°,两个分力之间的夹角增大,而合力不变,所以两个分力增大,即轻绳的拉力大于mg.故A正确,B错误;
CD、只适当把悬点N沿竖直杆向下移动时MN间的距离不变,绳长不变,由于两绳子的合力一定沿竖直方向,设绳子间的夹角为2α=120°,绳子总长为L,两杆间距离为S,由几何关系得:
L1sinα+L2sinα=S
得:sinα=$\frac{S}{L}$
把N点向下移动时,由于S、L都不变,则α也不变,由平衡条件可知,2Fcosα=mg,F=$\frac{mg}{2cosα}$=mg,可见,绳子张力仍然等于重力mg.故CD错误.
故选:A.

点评 本题要抓住挂钩与动滑轮相似,两侧绳子的拉力关于竖直方向对称,能运用平衡条件以及几何知识求解,注意上下移动悬点和左右移动悬点的异同.

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