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高一某同学想测一段绳子所能承受的最大拉力,找来一个重为100N的物体,用这段绳子AB将物体悬挂在天花板上,并在绳子中某一点O处加一个水平力F缓慢拉动,如图所示,当绳子拉断时,OA与水平方向的夹角为θ=30°.问:(1)是绳子的OA段还是OB段被拉断了,简单说明理由?(2)这段绳子所能承受的最大拉力是多大?试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
高一某同学想测一段绳子所能承受的最大拉力,找来一个重为100N的物体,用这段绳子AB将物体悬挂在天花板上,并在绳子中某一点O处加一个水平力F缓慢拉动,如图所示,当绳子拉断时,OA与水平方向的夹角为θ=30°.问:
(1)是绳子的OA段还是OB段被拉断了,简单说明理由?
(2)这段绳子所能承受的最大拉力是多大?
试题解答
见解析
解:(1)O点受力如图所示:
由力的矢量三角形有:
T
OB
=T
OA
sinθ<T
OA
OA段承受的拉力较大,OA段绳子被拉断;
(2)当OA段绳子被拉断时,OA段拉力为绳子承受的最大拉力,绳子承受最大拉力:
T
OA
=
T
OB
sin30°
=2mg=2×100N=200N
答:(1)是绳子的OA段被拉断了,因为OA段承受的拉力较大;
(2)这段绳子所能承受的最大拉力是200N.
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共点力平衡的条件及其应用
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如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直纸面的长度为L2.在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L3的导体棒使膜形成平面.在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将其转化成电能.光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定).导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出).(1)再有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成θ=60°时,导体棒受力处于平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率.(2)当θ变成45°时,光电池板接收到的光能对应的功率P’与当θ=60°时光电池板接收到的光能对应的功率P之比?(3)当θ变成45°时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒处于平衡外,还能输出多少额外电功率??
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如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:(1)从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.(2)斜面倾角α.(3)B的最大速度vBm.?
如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:(1)从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.(2)斜面倾角α.(3)B的最大速度vBm.?
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