Question

【題目】為了比較兩種細(xì)線(xiàn)所能承受的拉力，有同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取長(zhǎng)度相同的細(xì)線(xiàn)1、細(xì)線(xiàn)2系于同一小物體上，將細(xì)線(xiàn)1的另一端固定于水平桿上的A點(diǎn)，手握著細(xì)線(xiàn)2的另一端沿水平桿緩慢向右移動(dòng)。當(dāng)手移動(dòng)到位置B時(shí)，細(xì)線(xiàn)1恰好被拉斷，此時(shí)AB間距離。已知小物體質(zhì)量，兩細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度均為50cm。取重力加速度。求：

(1)細(xì)線(xiàn)1能承受的最大拉力F1；

(2)細(xì)線(xiàn)1被拉斷后，小物體擺動(dòng)到最低點(diǎn)。在此過(guò)程中細(xì)線(xiàn)2的上端固定在B點(diǎn)不動(dòng)。求小物體在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)2所受拉力大小F2。

Answer 1

【答案】(1)2.5N；(2)5.6N

【解析】

(1)設(shè)恰好被拉斷時(shí)，細(xì)線(xiàn)1與豎直方向夾角為θ，根據(jù)平衡條件有

由題得

cosθ =0.8

解得細(xì)線(xiàn)1能承受的最大拉力F1=2.5N。

(2)小物體擺動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

小物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

解得小物體所受拉力F=5.6N，根據(jù)牛頓第三定律，小物體在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)2所受拉力大小F2= 5.6N。