问题
选择题
如图所示,相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上,一细绳套在两圆柱体上,细绳下端悬挂一重物.绳和圆柱体之间无摩擦,当重物一定时,绳越长( )
A.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越小
B.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越大
C.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越小
D.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越大
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答案
由题,绳和圆柱体之间无摩擦,圆柱体相当于定滑轮,不省力,绳子上各处张力大小相等,力的合成法可知,绳对圆柱体A的作用力必定位于两绳的角平分线上,
绳越长时,作用力与竖直方向的夹角越小.
以重物和绳子整体为研究对象,分析受力情况:重力、圆柱体A对绳子的作用力FA,圆柱体B对绳子的作用力FB,根据对称性可知,FA=FB,由平衡条件可得
2FAcosα=G,α是圆柱体对绳子的作用力与竖直方向夹角,G是物体的重力.
绳越长时,α越小,cosα越大,则FA越小.
所以绳越长时,绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越小.
故选A