物体的平衡
1、在长为5m 的细绳的两端分别系在竖直插在地面上相距4m 的两杆顶端,AB 绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下端悬挂一重为12牛的重物,平衡时绳中的张力为?
解析:因挂钩光滑,挂钩O 两侧的细绳属于同一根绳。绳中张力处处相等,均为T 。点评 :此种方法的巧妙之处,就在于利用了力的三角形与几何三角形的相似找出解题的突破口。
2、如图,将一根光滑的轻绳两端固定在两等高的竖直杆顶,将一重物用轻质挂钩挂到轻绳上.两杆之间的距离为2m ,绳长为2.5m ,已知轻绳能承受的最大拉力为30N ,则
悬挂重物的质量不能超过( )(g 取10m/s2
)
3、(山东)如图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在力F 作用下,A 、B 保持静止.物体B 的受力个数为( )
A 、2 B、3 C、4 D、5
解析:以A 为研究对象,受力分析,有竖直向下的重力、垂直竖直墙面的水平支持力,还有B 对A 的支持力和摩擦力,这样才能使平衡.
根据牛顿第三定律,A 对B 也有压力力和摩擦力,B 还受到重力和推力F ,所以受四个力作用.故选C .
4、一根轻质弹簧竖直地放在桌面上,下端固定,上端放一个重物,稳定后弹簧的长度为L 。现将弹簧截成等长的两段,将重物等分成两块,如图所示连接后,
稳定时两段弹簧的总长度为L' ,则L 与L’的长度关系?
5、如图A 所示,一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上,l 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l 2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l 2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 (1)下面是某同学对该题的一种解法:
解:设l 1线上拉力为T 1,l 2线上拉力为T 2,重力为mg
物体在三力作用下保持平衡T 1cos θ=mg,T 1sin θ=T2
T2=mgtgθ,剪断线的瞬间,T 2突然消失,物体即在T 2反方向获得加速度 因为mgtg θ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T 2反方向 你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。
(2)若将图A 中的细线l 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B 所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtgθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
(1)设L 1线上拉力为T 1,L
2
线上拉力为T 2,物体重力为mg ,在三力作用下物体保持平衡,有T 1cos θ=mg, T1sin θ=T2 得 T2=mgtanθ剪断线的瞬间,T 2突然消失,L 1上的张力大小发生了突变. 此时小球的受力分析如图3所示,T 1′-mgcos θ=0,mgsin θ=ma,所以剪断L 2瞬间物体的加速度a=gsinθ,方向与L 1垂直.
(2)对图2,因为L 2被剪断的瞬间,弹簧L 1的长度来不及发生变化,其弹力的大小和方向都不能发生突变,物体在此时所受的合力和T 2大小相等方向相反,即在T 2反方向获得加速度. 因为mgtan θ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向与T 2方向相反.
物体的平衡
1、在长为5m 的细绳的两端分别系在竖直插在地面上相距4m 的两杆顶端,AB 绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下端悬挂一重为12牛的重物,平衡时绳中的张力为?
解析:因挂钩光滑,挂钩O 两侧的细绳属于同一根绳。绳中张力处处相等,均为T 。点评 :此种方法的巧妙之处,就在于利用了力的三角形与几何三角形的相似找出解题的突破口。
2、如图,将一根光滑的轻绳两端固定在两等高的竖直杆顶,将一重物用轻质挂钩挂到轻绳上.两杆之间的距离为2m ,绳长为2.5m ,已知轻绳能承受的最大拉力为30N ,则
悬挂重物的质量不能超过( )(g 取10m/s2
)
3、(山东)如图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在力F 作用下,A 、B 保持静止.物体B 的受力个数为( )
A 、2 B、3 C、4 D、5
解析:以A 为研究对象,受力分析,有竖直向下的重力、垂直竖直墙面的水平支持力,还有B 对A 的支持力和摩擦力,这样才能使平衡.
根据牛顿第三定律,A 对B 也有压力力和摩擦力,B 还受到重力和推力F ,所以受四个力作用.故选C .
4、一根轻质弹簧竖直地放在桌面上,下端固定,上端放一个重物,稳定后弹簧的长度为L 。现将弹簧截成等长的两段,将重物等分成两块,如图所示连接后,
稳定时两段弹簧的总长度为L' ,则L 与L’的长度关系?
5、如图A 所示,一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上,l 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l 2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l 2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 (1)下面是某同学对该题的一种解法:
解:设l 1线上拉力为T 1,l 2线上拉力为T 2,重力为mg
物体在三力作用下保持平衡T 1cos θ=mg,T 1sin θ=T2
T2=mgtgθ,剪断线的瞬间,T 2突然消失,物体即在T 2反方向获得加速度 因为mgtg θ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T 2反方向 你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。
(2)若将图A 中的细线l 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B 所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtgθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
(1)设L 1线上拉力为T 1,L
2
线上拉力为T 2,物体重力为mg ,在三力作用下物体保持平衡,有T 1cos θ=mg, T1sin θ=T2 得 T2=mgtanθ剪断线的瞬间,T 2突然消失,L 1上的张力大小发生了突变. 此时小球的受力分析如图3所示,T 1′-mgcos θ=0,mgsin θ=ma,所以剪断L 2瞬间物体的加速度a=gsinθ,方向与L 1垂直.
(2)对图2,因为L 2被剪断的瞬间,弹簧L 1的长度来不及发生变化,其弹力的大小和方向都不能发生突变,物体在此时所受的合力和T 2大小相等方向相反,即在T 2反方向获得加速度. 因为mgtan θ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向与T 2方向相反.