如圖(*)所示,勻質鏈條懸掛在天花板等高的A、B兩點,現將鏈條中點也拉至AB中間位置C懸掛,如圖(乙)所示,則...
問題詳情:
如圖(*)所示,勻質鏈條懸掛在天花板等高的A、B兩點,現將鏈條中點也拉至AB中間位置C懸掛,如圖(乙)所示,則下列説法正確的是( )
A.乙圖中鏈條最低點的張力為*圖的
B.天花板在A點對鏈條的作用力不變
C.天花板對鏈條的作用力變大
D.鏈條的重力勢能不變
【回答】
考點:機械能守恆定律;共點力平衡的條件及其應用.
專題:機械能守恆定律應用專題.
分析:天花板對鏈條的作用力可根據平衡條件求解.以鏈條左半段為研究對象,分析其受力情況:重力、右半段鏈條的張力和不天花板的拉力,三力的作用點不同,但不平行必共點,根據平衡條件分析天花板在A點對鏈條的作用力和鏈條最低點的張力.根據重心位置變化分析重力勢能是否變化.
解答: 解:A、將圖1中三個力的作用點移到一起,由平衡條件有:F=mgtanα,α不變,由於乙圖中AC間左半段鏈條的質量是*圖中左半段鏈條質量的一半,所以乙圖中鏈條最低點的張力F為*圖的,故A正確.
B、*圖中,以左半段鏈條為研究對象,分析其受力情況如1圖所示,設其重力為mg.由於三力共點,根據力的合成法和數學知識可知,天花板在A點對鏈條的作用力T的方向與乙圖中方向相同,設與豎直方向的夾角為α,以整個鏈條為研究對象,則有:2Tcosα=2mg,T=.
對乙圖中AC間鏈條有同樣的規律,由於乙圖中AC間鏈條質量小,則天花板在A點對鏈條的作用力小,故B錯誤.
C、*圖中,以整個鏈條為研究對象,根據平衡條件可知,天花板對鏈條的作用力大小等於其重力.
乙圖中,同理可得天花板對鏈條的作用力大小等於其重力.所以天花板對鏈條的作用力大小不變.故C錯誤.
D、整個鏈條的質量不變,由於乙圖中鏈條重心上升,所以鏈條的重力勢能增大,故D錯誤.
故選:A.
點評:解決本題一方面要靈選擇研究對象,採用整體法和隔離法結合;另一方面要掌握三力匯交原理,即三力平衡時,不平行必共點.
知識點:機械能守恆定律
題型:選擇題