题目内容

13.一铁球通过三段轻绳OA、OB、OC悬挂在天花板上的A点,轻绳OC拴接在轻质弹簧秤上.第一次,保持结点O位置不变,某人拉着轻质弹簧秤从竖直位置缓慢转动到水平位置,如图1所示,弹簧秤的示数记为F1.第二次,保持轻绳OC垂直于OA,缓慢释放轻绳,使轻绳OA转动到竖直位置,如图2所示,弹簧秤的示数记为F2.则(  )
A.F1恒定不变,F2逐渐增大B.F1、F2均逐渐增大
C.F1先减小后增大,F2逐渐减小D.F1逐渐增大,F2先减小后增大

分析 图1中,O点固定不动,以O点为研究对象,分析受力情况,运用图解法,画出平行四边形进行分析;
图2中,假设AO与竖直方向的夹角为θ,由平衡条件得出F2与θ的关系,由数学知识分析.

解答 解:在图1中,对O点受力分析,抓住两根绳的合力等于物体的重力,其大小和方向都不变,OA绳拉力方向不变,根据平行四边形定则得,如图1,知OA绳上拉力F1先减小后增大.
在图2中,假设AO与竖直方向的夹角为θ,由平衡条件得:F2=Gsinθ,θ减小,则F2逐渐减小.故C正确.
故选:C.

点评 此题是动态变化分析问题,分别运用图解法和函数法.处理这个类型的题需要找出不变的物理量,然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析,就能以不变应万变.

练习册系列答案
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3.如图1所示,一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门,与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.不计空气阻力及一切摩擦.

(1)在探究“合外力一定时,加速度与质量的关系”时,要使测力计的示数不变且近似等于砂和砂桶的重力,则必须满足AC
A.小车与滑轮间的细绳与长木板平行
B.小车与滑轮间的细绳足够长
C.砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
D.砂和砂桶的总质量远大于小车的质量
(2)实验时,先测出小车质量m,再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动,读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m,测得多组m、t的值,建立坐标系描点作出图线.下列能直观得出“合外力一定时,加速度与质量成反比”的图线是图2中的C.
(3)如图3,抬高长木板的左端,使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动,读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t,改变木板倾角,测得多组数据,得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的图线如图4所示.实验中测得两光电门的距离L=0.80m,砂和砂桶的总质量m1=0.34kg,重力加速度g取9.8m/s2,则图线的斜率为0.54kg•m或0.54N•s2(结果保留两位有效数字);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,测得的图线斜率将不变(填“变大”、“变小”或“不变”).

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