问题
填空题
)为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图所示的实验装置,他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不及质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为(
)。他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为
的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小
和
,随后改变重物悬挂点的位置,每次将P到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到
、
与绳长
之间的关系曲线如图所示,由实验可知:
(1)曲线II中拉力最大时,C与P点的距离为______cm,该曲线为_______(选填:或
)的曲线.
(2)在重物从P移动到Q的整个过程中受到最大拉力的是______(选填:P或Q)点所在的立柱。
(3)在曲线I、II相交处,可读出绳的拉力= N,它与
、
、
和重力加速度
的关系为
= 。
答案
①60(56~64) ②
③ 4.30(4.25~4.35)
题目分析:①由曲线II的最高点拉力最大,对应的横坐标,设PC和QC与水平的夹角为
和
,对C点的平衡可知
,开始C点靠近P点,因
,则
,即
,结合两曲线左侧部分,II曲线靠上则为
的曲线。
②比较两图象的顶点大小可知,I曲线的最高点更大,代表有最大拉力。
③两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等,读出纵坐标为,设CQ绳与立柱的夹角为
,延长CQ线交另立柱上,构成直角三角形,则
,两拉力相等构成菱形由力的平衡可知
,则