Question

某同學(xué)欲用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．P、Q為記錄重物A運(yùn)動(dòng)情況的兩個(gè)光電門．A、B為兩重物，用跨過(guò)滑輪的細(xì)線連接，其中m_A=2kg，細(xì)線、滑輪質(zhì)量以及摩擦均可不計(jì)．為了保證無(wú)論B物體質(zhì)量多大，實(shí)驗(yàn)都能順利進(jìn)行，該同學(xué)應(yīng)選用抗拉能力至少是多大的繩索（L）來(lái)懸掛滑輪：（g取10m/s²）

1. A.
   150N
2. B.
   80N
3. C.
   40N
4. D.
   20N

Answer 1

B
分析：A、B始終一起運(yùn)動(dòng)，具有相同的加速度大小和速度大小，由于無(wú)論B物體質(zhì)量多大，實(shí)驗(yàn)都能順利進(jìn)行，可見(jiàn)B物體質(zhì)量無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)加速最大，接近為重力加速度，對(duì)A受力分析，利用牛頓第二定律列式求解即可．
解答：因?yàn)锳和B掛在定滑輪的兩邊，所以，A和B在任何時(shí)間的速度及加速度的大小都是相等的，因?yàn)锽的質(zhì)量未知，現(xiàn)在可以做這樣一個(gè)大膽的假設(shè)，B的質(zhì)量為無(wú)窮大，而A 的質(zhì)量完全可以忽略不記．此時(shí)B的加速度為g，
當(dāng)然，這是一個(gè)假設(shè)，實(shí)際上，B的加速度是不可能超過(guò)g的，也就是說(shuō)，A的加速度也是不可能超過(guò)g的，A的加速度向上，對(duì)A由牛頓第二定律得：F-mg=ma，a＜g，
所以F＜mg+mg，即F＜2mg=2×2×10N=40N．
T=2F=80N只要選的繩索抗拉80N，就能保證繩子不斷．
所以ACD錯(cuò)誤，B正確，
故選B．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是用極限思想先求出系統(tǒng)的最大加速度，然后利用牛頓第二定律求解連接AB連物體的繩子的最大張力，從而分析選用抗拉能力至少是多大的繩索來(lái)懸掛滑輪．