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时间:2012-01-29 09:40
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两根绳子
两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°。现保持绳子AB与 - 高三 物理 - 为学
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两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°。现保持绳子AB与
如图所示,两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°。现保持绳子AB与水平方向的夹角不变,而将绳子BC逐渐变到沿水平方向,在这过程中,绳子BC的拉力变化情况是:( ) A.逐渐增大 B.先逐渐减小,后逐渐增大 C.逐渐减小 D.先逐渐增大,后逐渐减小 思维过程 思路一: 平形四边行法。根据力的作用效果可知,重物对B点的拉力FB产生两个效果:使AB绳、BC绳拉紧,可将FB沿AB、BC方向分解成FAB、FBC两个力,如图所示。FB=mg,大小、方向不变,FAB方向不变,FBC方向、大小都在变化,即合力不变,其中一个分力的方向不变,则可利用平形四边行定则定性画出FAB、FBC的变化情况。 解析一: 将FB分解为FAB、FBC,如图所示,当FBC绳缓慢向下移动时,利用平行四边形定则可知,FBC的“箭尾”都在FBC、FB开始时“箭尾”的连线上,对应的F'BC有F'AB,即可画出多个FBC对应的FAB,如图所示.由图易知,FAB逐渐增大,FBC先减小后增大,所以选项B正确。 思路二: 解析法。分析B点的受力情况,建立力的关系方程,由方程求出力的表达式,讨论力随夹角变化的情况。 解法二:& B点受FAB、FBC、FB三个力作用,如图甲所示. 由于绳AB与水平方向夹角不变,故B点不动,设BC与竖直方向夹角为θ,F'B是FAB、FBC的合力,与FB组成一对平衡力,而FB在数值上等于mg。将FAB移至FBC首尾相接,如图乙所示, 在此三角形中,由正弦定理有:& 将F'B=mg代入可得& 由图可知,θ由30°向90°变化。 讨论: (1)当θ=60°时,FBC有最小值为; (2)当30°≤θ<60°时,FBC>; (3)当60°<θ≤90°时,FBC>。 可知: 绳子从BC变到BC'的过程中,BC绳的拉力是先逐渐变小后逐渐变大,故B正确。 思路三: 分析B点的受力情况,由平衡条件建立力的几何关系——矢量图,由矢量图讨论力的变化情况。 解析三: 矢量图解法。在FAB、FBC,FB'组成的封闭三角形中,FB'不变,恒为mg,FAB的大小变化而方向不变,当θ变化时,其封闭三角形的变化过程如图所示,由图中变化即可看出FBC经历了先变小后变大的过程。 误区点拨 从以上的思路分析可知,本题用解析法,设了角θ,并且得出式子进行讨论,显得比较麻烦,因此,解决这类问题,用图解法较好。 思维迁移 不论是哪种解法,解题的关键是:正确判断合力和一个方向不变的分力,明确另一个分力方向变化的空间范围;选取长短适宜的有向线段表示合力,作图规范。作图法是解决这类问题的比较有效、直观的方法。
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<a class="next"如图所示,把一个物体用两根等长的细绳Oa和Ob悬挂在半圆环上,O点为半圆环的圆心.让a端固定不动,当b端由最高点c向最低点d缓慢移动的过程中,Oa和Ob两绳对物体的拉力T1和T2的大小变化是()A.T1始终增大B.T1逐渐减小C.T2先增大后减小D.T2先减小后增大AD广东省惠来二中学年高一上学期期末考试物理试题答案
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