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

tanα
tanβ
等于(  )

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=

1
2
(M+m)g  ①

对左半边绳子研究得

    F1cosα=F2cosβ+

1
2
Mg  ②

    F1sinα=F2sinβ         ③

由①②得到  F2cosβ=

1
2
mg  ④

则由③:①得  tanα=

2F2sinβ
(M+m)g

  由③:④得  tanβ=

2F1sinα
mg

所以由③⑤⑥联立得 

tanα
tanβ
=
m
M+m

故选A

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