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在上海世博会最佳实践区,江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的情况是(  )
A. 先变小后变大
B. 先变小后不变
C. 先变大后不变
D. 先变大后变小
人气:330 ℃ 时间:2019-08-28 07:14:24
解答

   当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ.以滑轮为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示.根据平衡条件得
    2Fcosθ=mg
得到绳子的拉力F=
mg
2cosθ

所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中,θ增大,cosθ减小,则F变大.
  当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时,设两绳的夹角为2α.
设绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到
  sinα=
S
L
,L、S不变,则α保持不变.
再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变.
所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变.
故选C
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