问题
选择题
如图所示,一根均质绳质量为M,其两端固定在天花板上的A、B两点,在绳的中点悬挂一重物,质量为m,悬挂重物的绳PQ质量不计.设α、β分别为绳子端点和中点处绳子的切线方向与竖直方向的夹角,则
等于( )tanα tanβ
A.m M+m
B.m+M 5m
C.m M
D.m 2m+M
答案
设绳子端点处和中点处绳子张力分别为F1、F2.
对整体研究,根据平衡条件得
F1cosα=
(M+m)g ①1 2
对左半边绳子研究得
F1cosα=F2cosβ+
Mg ②1 2
F1sinα=F2sinβ ③
由①②得到 F2cosβ=
mg ④1 2
则由③:①得 tanα=
⑤2F2sinβ (M+m)g
由③:④得 tanβ=
⑥2F1sinα mg
所以由③⑤⑥联立得
=tanα tanβ m M+m
故选A