题目内容

4.如图所示,在楼道内倾斜天花板上安装灯泡.将一根轻绳的两端分别固定在天花板上的a、b两点,另取一根轻绳将灯泡悬挂在O点,绳Oa水平,整个装置静止.现保持O点位置不变,对灯泡施加一个水平向右的拉力,使它稍向右移动一小段距离,两绳中拉力F1和F2的变化情况是(  )
A.F1增大B.F1不变C.F2增大D.F2减小

分析 先对灯泡进行分析,得出灯泡对绳子的拉力,然后对O点受力分析,受三个拉力,根据平衡条件并结合分解法列式求解即可.

解答 解:设灯泡为C.先选择灯泡为研究对象,开始时灯泡受到重力和绳子的拉力,所以绳子的拉力等于灯泡的重力;设对灯泡施加一个水平向右的拉力后设OC与竖直方向之间的拉力为θ,如图,则:${F_C}=\frac{mg}{cosθ}$

选择节点O点为研究对象,则O点受到三个力的作用处于平衡状态,受力如图,由图可知,在竖直方向:F2沿竖直方向的分力始终等于FCcosθ=mg,而且F2的方向始终不变,所以F2始终不变;沿水平方向:F1的大小等于F2沿水平方向的分力与FC沿水平方向分力的和,由于FC沿水平方向分力随θ的增大而增大,所以F1逐渐增大;
故A正确,BCD错误;
故选:A.

点评 本题关键对O点受力分析后根据平衡条件列式求解,可以结合合成法、分解法、正交分解法求解,中档题.

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