题目内容

(平衡的条件)如图，两根固定的水平放置的光滑硬杆AO与BO夹角为θ，在杆上套有两个小环P与Q，两环间用绳子连接．现用恒力F沿OB方向拉环Q，当两环平衡时，绳中的张力多大？

答案：F/sinθ
解析：

当P环平衡时，竖直方向受重力与(竖直)支持力而平衡，在水平面内P环受绳子的拉力和杆的(水平)支持力而平衡，因OA杆对P环的(水平)支持力与杆垂直，绳的拉力一定与杆垂直．对Q环，竖直方向受重力、(竖直)支持力而平衡，在水平面内其受到三个力，如图所示，由平衡条件得：FTsinθ＝F，解得FT＝F/sinθ．


练习册系列答案
相关题目
在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：

（1）某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为正确的是
BC
BC

A．实验中一定要测出加速度的具体数值
B．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了
C．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标
D．不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个
（2）实验装置如图1所示，实验中使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码重力相等的条件是
小盘和砝码的质量远小于小车的质量
小盘和砝码的质量远小于小车的质量
．
（3）在该实验中，用改变砝码的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据．然后根据测得的数据作出如图2所示的a-F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是
B
B

A．平衡摩擦力时，所垫木板太低，且小车质量较大
B．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且砂和小桶的质量较大
C．平衡摩擦力时，所垫木板太低，且砂和小桶的质量较大
D．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大．
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图所示．计时器大点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=
0.16
0.16
m/s2．（结果保留两位有效数字）
（2）某探究学习小组的同学欲以上图装置中的小车为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：你认为还需要的实验器材有
天平，刻度尺
天平，刻度尺
．
（3）实验时为了保证滑块受到的合力 与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是
小车的质量远远大于沙桶和沙子总质量
小车的质量远远大于沙桶和沙子总质量
，实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（4）在上面的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
（用题中的字母表示）．
（5）如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，则最终需验证的数学表达式为
mgL=
1
2
(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
mgL=
1
2
(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
（用题中的字母表示）．
（1）用游标为50分度的卡尺测量一工件的直径，测量结果如图甲所示，此工件的直径为
 
cm．
（2）某课外兴趣小组在研究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中使用了如图乙实验装置：
（a）该小组同学实验时在安装正确，操作规范的前提下（已平衡摩擦力），用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小由此带来的系统误差，钩码的质量和小车的总质量之间需满足的条件是：
 
；
（b）实验时，小车由静止开始释放，已知释放时钩码底端离地高度为H，现测出的物理量还有：小车由静止开始起发生的位移s（s＜H）、小车发生位移s时的速度大小v，钩码的质量m，小车的总质量M，设重力加速度为g，则实际测量出的恒力的功mgs将
 
（选填“大于”、“小于”或“等于”） 小车动能的变化；若用该实验装置验证系统机械能守恒定律，即需验证关系式
 
成立；
（c）在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz，实验中某段纸带的打点记录如图丙所示，则小车运动的加速度大小为
 
m/s2（保留3位有效数字）．
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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列      的点.

②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.

⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成      关系（填“线性”或“非线性”）.

（2）完成下列填空：

①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是      .

②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=      .

  

③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为      ，小车的质量为      .

 

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列   ▲   的点.

②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.

⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成   ▲   关系（填“线性”或“非线性”）.

（2）完成下列填空：

①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是   ▲   .

②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=   ▲   .

③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为   ▲   ，小车的质量为   ▲   .

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