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50 N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,则此时结点处应挂多重的物体?
图2-5-19
【解析】:当AO、BO夹角为0°时,设每根橡皮绳上弹力为F,合力为2F,与重力平衡.
2F=G1=50 N,
所以F=25 N.
当A′O、B′O夹角为120°时,A′、B′还在圆周上,每根橡皮绳伸长不变,拉力仍为F=25 N,而此时合力为:
F合=F=25 N,
所以此时结点处应挂重25 N的物体.
某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:如图2-5-18所示,将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A,B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
图2-5-18
(1)为完成该实验,下列操作中必需的是________.
A.测量细绳的长度
B.测量橡皮筋的原长
C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度
D.记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是__________.
【解析】:(1)需要测橡皮筋的伸长长度,就必须测出橡皮筋的原长和后来的长度,并记录悬挂重物后结点O的位置及各橡皮筋的方向. (2)改变不同的物体重新验证.
.平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点,有F1=5 N,方向沿x轴的正方向;F2=6 N,沿y轴正方向;F3=4 N,沿x轴负方向;F4=8 N,沿y轴负方向,以上四个力的合力方向指向( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】:选D.方向相反的F1和F3合成的合力F′大小为1 N,方向沿x轴正方向;方向相反的F2与F4合成的合力F″大小为2 N,方向沿y轴负方向.则F′与F″合成的合力方向在第四象限.
跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落,已知运动员和他身上装备的总重量为G1,圆顶形降落伞的重量为G2,有8条相同的拉线一端与运动员相连(拉线重量不计),另一端均匀分布在伞面边缘上,如图2-5-17所示(图中没有把拉线都画出来),每根拉线和竖直方向都成30°角.那么每根拉线上的张力大小为( )
图2-5-17
A. B.
C. D.
【解析】:选D.8根拉线在竖直方向的分力的合力等于运动员和他身上装备的总重量G1,即8Fcos30°=G1,则F=.
如图所示,测力计、绳子和滑轮的质量均忽略不计,摩擦也忽略不计.已知GA=40 N,GB=30 N,以下判断正确的是( )
图2-5-16
A.测力计的示数为60 N
B.测力计的示数为30 N
C.地面对A的支持力为40 N
D.物体A所受合力为30 N
【解析】:选A.绳子的拉力为物体B的重力,即30 N.测力计受到两根绳子竖直向下的拉力作用,这两个拉力的合力为60 N,则测力计的示数为60 N,A项对,B项错.绳子对A竖直向上的拉力为30 N,因GA=40 N,则地面对A的支持力为10 N,物体A的合力为零,选项C、D都错.
有两个大小不变的共点力F1和F2,它们合力的大小F合随两力夹角的变化情况如图所示,则两力的大小分别为( )
图2-5-15
A.8 N 4 N
B.6 N 10 N
C.2 N 10 N
D.4 N 8 N
【解析】:选AD.由图可知:F1+F2=12①
|F1-F2|=4②
由①②代入数据解得或
故A、D正确.