题目内容

13.肖华带领的探究性学习小组欲通过实验来测定她们头发所能承受的最大拉力.她们找来一根长头发、一把直尺和一个带有光滑挂钩的质量为150g的布娃娃,把直尺水平固定,并将布娃娃挂在头发上(如图1所示).肖华左手持头发一端在直尺上的O点位置不动(如图2所示),右手持头发另一端,如图3示,缓慢沿尺子水平向右移动右手,当移动到尺子上的A点时,头发恰好断裂,记下A点的位置,如图3所示,其读数为34.60cm.已知OA间头发总长如图4所示,(取10m/s2,$\sqrt{3}$=1.73),这根头发能够承受大拉力是1.5N,右手向右移动过程中头发承受的拉力增大(填不变、增大或减小)

分析 刻度尺的读数需读到最小刻度的下一位,将布娃娃的重力按作用效果进行分析,结合平行四边形定则求出最大拉力的大小,以及判断出右手向右移动的过程中头发承受的拉力变化.

解答 解:A点位置的读数为34.60cm,头发的总长度为40.00cm,
将重力按作用效果分解,如图所示,得出分力的大小为:T=$\frac{\frac{mg}{2}}{cosα}=\frac{mg}{2cosα}$,
根据几何关系知:$cosα=\frac{\sqrt{2{0}^{2}-17.3{0}^{2}}}{20}≈\frac{1}{2}$,
则最大拉力为:F=T=mg=1.5N.
当右手向右移动过程中,α增大,根据T=$\frac{mg}{2cosα}$知,T增大,则绳子的拉力增大.
故答案为:34.60,1.5,增大.

点评 本题考查了力的分解与平行四边形定则的综合,掌握刻度尺的读数方法,根据平时四边形定则和几何关系综合求解.

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