题目内容

13.如图所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总质量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1,墙壁对工人的弹力大小为F2,若增加悬绳的长度使工人缓慢下移,则(玻璃与人的摩擦不计)(  )
A.F1减小,F2减小B.F1增大,F2减小
C.F1与F2的合力变大D.F1与F2的合力不变

分析 工人受力平衡,合力为零,由平衡条件求出F1和F2.根据F1和F2的表达式分析讨论缓慢减小悬绳的长度时,F1与F2如何变化.

解答 解:分析工人受力:工人受到重力、支持力和拉力,如图
根据共点力平衡条件,有
水平方向:F1sinα=F2
竖直方向:F1cosα=G
解得:F1=$\frac{G}{cosα}$,F2=Gtanα.
当缓慢增加悬绳的长度时,细绳与竖直方向的夹角α变小,故F1变小,F2变小,但F1与F2的合力与重力平衡,保持不变,故BC错误,AD正确.
故选:AD

点评 本题关键是根据共点力平衡条件,由几何关系得到F1与F2的表达式,再讨论变化情况,难度适中.

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