题目内容

9.如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC呈水平状态.现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90°.在转动的过程中,CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化,即(  )
A.F1先变大后变小B.F1先变小后变大C.F2逐渐减小D.F2最后减小到零

分析 整个装置在纸面内缓慢转动,装置在每个位置都处于静止状态.以小球为研究对象,设AC绳与竖直方向的夹角为α,根据平衡条件,得到CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2与θ的函数关系,再分析拉力如何变化.

解答 解:设AC绳与竖直方向的夹角为α则BC绳与竖直方向的夹角为θ-α,根据平衡条件,得:
F1sinα=F2sin(θ-α)
F1cosα+F2cos(θ-α)=G
解得:F1=$\frac{Gsin(θ-α)}{sinθ}$,F2=$\frac{Gsinα}{sinθ}$
由题θ不变,α由90°变到0°
根据数学知识,得F1先变大后变小
F2逐渐减小,当α=0°时,F2=0
故ACD正确,B错误;
故选:ACD

点评 本题属于动态变化分析问题,采用的是函数法.有的题目也可以用作图法求解.作图时要抓住不变的量,它是作图的依据.

练习册系列答案
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19.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.

①图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s2.(结果保留二位有效数字)
②在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据.在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数$\frac{1}{m}$的图象.两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图所示).你认为同学乙(填“甲”、“乙”)的方案更合理.
③在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力.

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