用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
单选题

用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上.已知绳能承受的最大张力为1ON.为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大大约为(g取1Om/s_)(  )

A
0.43m
B
0.50m
C
0.71m
D
0.87m

题目答案

D

答案解析

分析:

将重力按照力的效果进行分解,即沿两细线的方向分解,求出绳子即将断开时的临界角度(两细线夹角)即可得出画框上两个挂钉的最大间距.

解答:

解:一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大,分力越大,因而当绳子拉力达到F=10N的时候,绳子间的张角最大,为120°,此时两个挂钉间的距离最大;

画框受到重力和绳子的拉力,三个力为共点力,受力如图.



绳子与竖直方向的夹角为θ=60°,绳子长为L_0=1m,则有mg=2Fcosθ,两个挂钉的间距离L=2•$\frac {L}{2}$sinθ,

解得L=$\frac {$\sqrt {3}$}{2}$m≈0.87m,故D项正确;

故选:D.

点评:

熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律,是解决本题的根本.

举一反三
单选题

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/s_)

A
3.6kg
B
3.0kg
C
4.8kg
D
1.8kg

题目答案

A

答案解析

分析:

假设重物的质量为m时绳子恰好断开,对连接点受力分析,根据共点力平衡条件列式求解,求出重力,得出质量.

解答:

解:对结点受力分析,受两个拉力和挂钩的压力(等于重力),如图



同一根绳子张力处处相等

F$_1$=F$_2$

由共点力平衡条件

F=mg

$\frac {F$_1$}{$\frac {1}{2}$F}$=$\frac {$\frac {L}{2}$}{$\frac {d}{2}$}$(L表示绳子长,d表示两杆距离)

代入数据得

F=36N

G=36N

m=3.6kg

故选A.

点评:

本题关键对结点受力分析,根据共点力平衡条件列式求解,同时要运用相似三角形法列式求解.

单选题

一个人要拉动一辆汽车是很困难的,如果按照下图所示的那样,先用结实的绳子把汽车和大树连起来,并尽量把绳子拉紧拴牢,然后在绳子中间沿垂直于绳子的方向用力F拉,那么就可以将汽车拉动.下列对此现象的分析中,正确的是(  )

A
汽车所受绳子的拉力等于F
B
汽车所受绳子的拉力大于树所受绳子的拉力
C
汽车和树受到绳子的拉力远大于F
D
汽车和树受到绳子的拉力等于F

题目答案

C

答案解析

分析:

根据对结点受力分析,结合力的平行四边形定则,及三角知识,即可求解.

解答:

解:由题意可知,在绳子中间沿垂直于绳子的方向用力F拉,那么就可以将汽车拉动,

根据力的合成法则,可得:汽车和树受到绳子的拉力远大于F,

而汽车所受绳子的拉力等于树所受绳子的拉力,故C正确,ABD错误;

故选:C.

点评:

考查受力分析,掌握力的合成与分解法则,理解三角知识的运用.

单选题

如图所示为斧头劈柴的剖面图,图中BC边为斧头背,斧头的两刃面AB与AC之间的夹角为θ,劈柴时,斧对柴施加一个向下的力F时,斧与木柴劈开面之间的压力为(  )

A
$\frac {F}{2cosθ}$
B
$\frac {F}{2sinθ}$
C
$\frac {F}{2cos$\frac {θ}{2}$}$
D
$\frac {F}{2sin$\frac {θ}{2}$}$

题目答案

D

答案解析

分析:

力F产生两个作用效果,向两侧面推压物体,将李F按照力的平行四边形定则分解,由力三角形找几何关系,得到两个分力.

解答:

解:将力F分解为F$_1$、F$_2$两个分力,这两个分力分别与劈的两个侧面平行,根据对称性,两分力F$_1$、F$_2$大小相等,这样,以F$_1$、F$_2$为为邻边的平行四边形就是一个菱形.

因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以根据三角形相似,有:

F$_1$=F$_2$=$\frac {F}{2sin$\frac {θ}{2}$}$

故选:D.

点评:

力的分解通常要根据力的作用效果分解,符合平行四边形定则,然后根据几何关系确定各个分力的大小.

单选题

如图所示:三个共点力,F$_1$=5N,F$_2$=10N,F$_3$=7N,θ=53°,它们的合力为(  )(sin53°=0.8,cos53°=0.6)

A
6N
B
8$\sqrt {2}$N
C
16$\sqrt {2}$N
D
10N

题目答案

B

答案解析

分析:

将F$_2$正交分解,然后分别求出x轴方向和y轴方向上的合力,再根据平行四边形定则求出两个方向上的合力即为最终的合力.

解答:

解:y轴方向上的合力F_合y=F$_2$sin53°=10×0.8N=8N.

x轴方向上的合力F_合x=F$_2$cos53°+F$_3$-F$_1$=10×0.6+7-5N=8N.

所以最终的合力F_合=$\sqrt {}$=8$\sqrt {2}$N.

故答案为:B.

点评:

本题考查了力的合成,解决本题的关键将F$_2$进行正交分解,求出x、y轴上的合力,再根据平行四边形定则求出合力.

单选题

如图所示,人拉着旅行箱前进,拉力F与水平方向成α角,若将拉力F沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为(  )

A
Fsinα
B
Fcosα
C
Ftanα
D
Fcotα

题目答案

B

答案解析

分析:

将F分解为水平方向和竖直方向,根据平行四边形定则求出水平分力的大小.

解答:

解:将F分解为水平方向和竖直方向,根据平行四边形定则,水平方向上分力F_x=Fcosθ.故B正确,A、C、D错误.

故选:B.

点评:

解决本题的关键知道分力与合力遵循平行四边形定则.

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