练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，两根相同的橡皮绳OA、OB，开始夹角为0°，在O点处打结吊一重G=40N的物体后，结点O刚好位于圆心．
    （1）将A、B分别沿圆周向两边移至A′、B′，使∠AOA′=∠BOB′=60°．欲使结点仍在圆心处，则此时结点处应挂多重的物体？
    （2）若将橡皮绳换成无明显弹性的轻绳，结点仍在圆心O，在结点处仍挂重G=40N的重物，并保持左侧轻绳在OA'不动，缓慢将右侧轻绳从OB'沿圆周移动，当右侧轻绳移动到什么位置时右侧轻绳中的拉力最小？最小值是多少？
    分析：（1）本题是共点力平衡问题．当OA、OB的夹角为0°时，由平衡条件可求出橡皮绳的拉力．将A、B分别移至A′、B′，欲使结点仍在圆心处，橡皮绳伸长不变，其拉力大小不变，根据平衡条件推论得知，两橡皮绳拉力的合力与重力大小相等，即可求出．
    （2）以结点O为研究对象，分析受力：重物对结点向下的拉力F、左侧轻绳OA'的拉力FOA，右侧轻绳OB'的拉力拉力FOB，其中，F=G，大小和方向都不变；左侧轻绳OA'的拉力FOA，其方向保持不变；缓慢将右侧轻绳从OB'沿圆周移动，三个力保持平衡，作出矢量三角形，由几何知识分析得到两绳OA'和OB'相互垂直时，右侧轻绳中的拉力最小，由数学知识求出最小值．
    解答：解：（1）设OA、OB并排吊起重物时，橡皮条产生的弹力均为F，则它们的合力为2F，与G平衡，即
       2F=G，得 F=
    G
    2
    =20N．
    当∠AOA′=∠BOB′=60°时，∠A′OB′=120°时，橡皮条伸长不变，故F仍为20 N，它们互成120°角，合力的大小等于F，由平衡条件得知应挂G'=20 N的重物．
    （2）以结点O为研究对象，分析受力可知：O点受三个力作用，重物对结点向下的拉力F=G，大小和方向都不变；左侧轻绳OA'的拉力FOA，其方向保持不变；右侧轻绳OB'的拉力拉力FOB．缓慢将右侧轻绳从OB'沿圆周移动时三力保持平衡．如图，由矢量三角形可知，当右侧轻绳移动到与左侧轻绳垂直时，右侧轻绳中的拉力最小，此时右侧轻绳与水平方向的夹角为θ=60°．由矢量直角三角形可知，拉力的最小值为：
      Fmin=Gsin60°=20
    		3
    N．
    答：（1）欲使结点仍在圆心处，此时结点处应挂20N的物体．
    （2）当右侧轻绳移动到与水平方向的夹角为θ=60°时右侧轻绳中的拉力最小，最小值是20
    		3
    N．
    点评：本题运用图解法分析得到右侧轻绳中的拉力最小的条件，也可以根据平衡条件得到右侧轻绳中的拉力与绳子和水平方向夹角的表达式，再由数学知识求得最小值．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1=2kg和m2=4kg．若不计弹簧质量，取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为K=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1=2Kg、m2=4Kg．取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根相同的橡皮绳OA、OB，开始夹角为0°，在O处打结吊一重50N的物体后，结点O刚好位于圆心．今将A、B分别沿圆周向两边移至A′、B′，使∠AOA′=∠BOB′=60°，欲使结点仍在圆心处，则此时结点处应挂物体的重量
    25
    25
    N．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根相同的劲度系数为后的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上，弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连，弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒，金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中．开始时弹簧处于原长，金属棒从静止释放，其下降高度为h时达到了最大速度．已知弹簧始终在弹性限度内，且当弹簧的形变量为x时，它的弹性势能为
    12
    kx2，不计空气阻力和其他电阻，求：
    （1）金属棒的最大速度；
    （2）此过程中R消耗的电能．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为
    m1=2kg和m2=4kg．若不计弹簧质量，取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（　　）
    A、10cm、15cmB、15cm、10cmC、10cm、5cmD、5cm、10cm

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案