问题 选择题

粗铁丝弯成如图所示半圆环的形状,圆心为O,半圆环最高点B处固定一个小滑轮,小圆环A用细绳吊着一个质量为m2的物块并套在半圆环上.一根一端拴着质量为m1的物块的细绳,跨过小滑轮后,另一端系在小圆环A上.设小圆环、滑轮、绳子的质量以及相互之间的摩擦均不计,绳子不可伸长.若整个系统平衡时角AOB为α,则两物块的质量比m1:m2为(  )

A.cos

α
2

B.2sin

α
2

C.sin

α
2

D.2cos

α
2

答案

如图,对小环进行受力分析,如图所示,小环受上面绳子的拉力m1g,下面绳子的拉力m2g,以及圆环对它沿着OA向外的支持力,将两个绳子的拉力进行正交分解,它们在切线方向的分力应该相等:

m1gsin

180°-α
2
=m2gcos(α-90)

即:m1cos

α
2
=m2sinα

m1cos

α
2
=2m2sin
α
2
cos
α
2

得:m1:m2=2sin

α
2

故选:B.

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