题目内容

如图所示,一质量为m的小球分别用斜向轻细绳和水平轻弹簧固定在沿水平方向运动的车厢里.当车厢向左做匀加速运动时,斜向绳的拉力为F1;当车厢向左做匀速运动时,斜向绳的拉力为F2;若在车厢向左做匀速运动时,将斜向绳剪断,此时小球的合力为F3,则关于F1、F2、F3大小关系正确的是(  )
分析:车厢匀速运动时,小球受重力、两个拉力处于平衡,可得绳子拉力.车厢向左匀加速运动时,弹力增大,故其形变量增大,绳与竖直方向的夹角变小,可写出此时拉力表达式,若在车厢向左做匀速运动时,将斜向绳剪断,此时小球所受合力等于剪断前的拉力,也即等于匀速时候绳的拉力,故可比较三者大小.
解答:解:车厢匀速运动时,小球受重力、两个拉力处于平衡,设绳与竖直方向夹角为θ,根据共点力平衡得:F2=
mg
cosθ

当车厢以一定的加速度运动时,小球所受的合力水平向左,弹簧弹力增大,故形变量变大,故绳与竖直方向的夹角变小为α,则F1=
mg
cosα

故F1<F2,
若在车厢向左做匀速运动时,将斜向绳剪断,此时小球所受合力等于剪断前的拉力,剪断前球受力平衡,故绳的拉力等于F2=
mg
cosθ
,即:F3=F2=
mg
cosθ

故有F1<F2=F3,故A正确
故选A
点评:解决本题,重点是抓不变的量:如本题中的重力,以它来表示绳的拉力,然后去找变量的变化趋势:如由于运动而引起的绳的角度的变化.
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