高一物理题(绳子张力)

如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,衣服处于静止状态。如果保持绳子A端位置不变,将B端分别移动到不同位置。下列判断正确的是:
答案为:B端移到B1位置时,绳子张力不变;和B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小

好不容易画的图,拜托一定要帮我回答,新年会有好运气哦。

本题较难,先推导出张力F的通式

解析:设物体平衡时挂钩的位置为O。因为挂钩光滑,所以挂钩两侧绳BO与AO的拉力必然等大。以表示绳 BO与AO的拉力的线段为邻边所作的平行四边形为菱形,且这两个力的合力与重力大小相等。如图所示,延长BO交A杆于C点,△OAC为等腰三角形,OA = OC,故BC = BO + AO为绳子总长,不变。从C点向B杆作垂线CD交B杆于D点,如图所示。根据Rt△BCD可求得角α,进一步就可求绳的拉力大小。

    sinα = CD/BC

取O点为研究对象,将物体对O点的拉力沿BO、AO延长线分解,由平衡条件得

    2Fcosα = G

得     F = G/2cosα 

B端移到B1位置时,CD和BC的长度均不变,由sinα = CD/BC可以看出,α角不变,所以cosα不变,

由F = G/2cosα知,绳子张力F不变。

B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,仅CD变小,由sinα = CD/BC可以看出,α角变小,cosα变大

由F = G/2cosα知,绳子张力F变小

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2010-02-12

衣服受力平衡,重力为mg,同一根绳子张力处处相同,设为F,因为水平方向受力为零,所以两段绳子与水平方向夹角相同,设为α所以Fsinα+Fsinα=mg,即2Fsinα=mg,所以绳子的张力为F=mg/2sinα.

L0=L1*cosα+L2*cosα=(L1+L2)cosα,所以cosα=L0/(L1+L2),所以B端上下移动时,角α的大小不变,所以绳子的张力大小不变。

当B端向左移动时,L0减小,所以cosα减小,角α增大,所以sinα增大,由绳子张力表达式,F减小。

第2个回答  2010-02-12
1.绳子两端的倾斜角不同时 衣服与绳子之间必然有摩擦力,若倾斜角相同则无摩擦力。
2.倾斜角不同时 两边的张力不同。此题绳子光滑 故绳子与衣服无摩擦,故两边倾斜角相同,且张力相同。设倾斜角为α,2F*sinα=mg 由于A B间的水平距离相等,绳长也是定值(水平距离=绳长*cosα 故α为定值),那么α为定值,只要水平距离不变,挂哪F都是定值。

水平距离一旦变短 α变大,则F变小。变大则相反

(本人 07年曾获物理竞赛省级二等奖)