题目内容

8.如图所示,半径为R的半球固定在水平桌面上,球心正上方处有一个光滑定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上,若滑轮两侧的细绳长度分别为L1=2R和L2=2.5R,则这两个小球的质量之比m1:m2为(不计球的大小)(  )
A.5:1B.1:5C.4:5D.5:4

分析 分别以两个小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,运用三角形相似法得出绳子拉力与重力的关系式,再求解质量之比.

解答 解:先以左侧小球为研究对象,分析受力情况:重力m1g、绳子的拉力T和半球的支持力N,作出力图.由平衡条件得知,拉力T和支持力N的合力与重力mg大小相等、方向相反.设OO′=h,根据三角形相似得:
      $\frac{T}{{l}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}g}{h}$,得m1g=$\frac{Th}{{l}_{1}}$…①
同理,以右侧小球为研究对象,得m2g=$\frac{Th}{{l}_{2}}$…②
由①:②得
    m1:m2=l2:l1=2.5:2=5:4
故ABC错误,D正确
故选:D

点评 本题运用三角形相似法处理非直角三角形的力平衡问题,抓住两球所受的绳子拉力相等是桥梁.

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