如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的情况是( )
A.先变小后变大 | B.先变小后不变 | C.先变大后不变 | D.先变大后变小 |
C
解析试题分析:当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,两绳的夹角增大.滑轮两侧绳子的拉力大小相等,方向关于竖直方向对称.以滑轮为研究对象,根据平衡条件研究绳的拉力 变化情况.当轻绳的右端从直杆的最上端移到C点的过程中,根据几何知识分析得到滑轮两侧绳子的夹角不变,由平衡条件判断出绳子的拉力保持不变.
当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ.以滑轮为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得
得到绳子的拉力
所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中,θ增大,减小,则F变大.当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时,设两绳的夹角为.设绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到,L、S不变,则α保持不变.再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变.所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变.故选C
考点:本题是共点力平衡中动态变化分析问题,
点评:关键在于运用几何知识分析α的变化,这在高考中曾经出现过,有一定的难度.
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