题目内容

12.如图所示,A和A′是紧靠在圆环最高点的两个点,BOB′为较长的橡皮筋,其中,∠BOB′=120°,B和B′对称分布在同一圆环上,橡皮筋的中心结点O在圆心处,悬挂一个质量为m的物体,现将B和B′两端移到同一圆环上的最高点A和A′,如果要保持结点O的位置不变,那么,物体的质量的改变量△m为(  )
A.2mB.-mC.-2mD.m

分析 把橡皮绳两端结在竖直放置的圆环最高点A处和把橡皮绳两端结在环上离A相等的B、B’两处时两物体都处于环心,故橡皮绳长度相同,弹力相同,比较两次的合力差异即可.

解答 解:把橡皮绳两端结在竖直放置的圆环最高点A、A′处和把橡皮绳两端结在环上离A相等的B、B′处时两物体都处于环心,故橡皮绳长度相同,弹力相同,设其中橡皮绳一半的弹力为F;

把橡皮绳两端结在竖直放置的圆环最高点A、A′处时,有:
2F=(m+△m)g       ①
把橡皮绳两端结在环上离A相等的B、B′两处时,有:

2Fcos60°=mg         ②
联立①②解得:
△m=+m
故选:D.

点评 该题不难,突破点在于平衡力的分析,并从中找出关系才能顺利求解.

练习册系列答案
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7.为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”,某同学设计了如图1所示的实验装置,图中打点计时器的交流电源频率为f=50Hz.

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列间隔基本相等的点;
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码;
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m;
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2,…,求出与不同m相对应的加速度a;
⑥以砝码的质量m为横坐标,$\frac{1}{a}$为纵坐标,在坐标纸上作出$\frac{1}{a}$-m关系图线.
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量;
②图3为用米尺测量某一纸带的情况,a可用s1、s3和f表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50}{f}^{2}$,由图可读出s1、s2、s3,其中s1=2.42cm,代入各数据,便可求得加速度的大小;
③图2为所得实验图线的示意图,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为$\frac{1}{k}$,小车的质量为$\frac{b}{k}$.

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