【題目】電梯修理員或牽引專家常常需要監(jiān)測(cè)金屬繩中的張力，但不能到繩的自由端去直接測(cè)量．某公司制造出一種能測(cè)量繩中張力的儀器，工作原理如圖所示，將相距為L的兩根固定支柱A、B(圖中的小圓圈表示支柱的橫截面)垂直于金屬繩水平放置，在A、B的中點(diǎn)用一可動(dòng)支柱C向上推動(dòng)金屬繩，使繩在垂直于A、B的方向豎直向上發(fā)生一個(gè)偏移量d(dL)，這時(shí)儀器測(cè)得金屬繩對(duì)支柱C豎直向下的作用力為F.

(1)試用L、d、F表示這時(shí)金屬繩中的張力FT；

(2)如果偏移量d＝10 mm，作用力F＝400 N，L＝250 mm，計(jì)算金屬繩中張力的大小．

【答案】(1)　(2)2.5×103 N

【解析】

(1)設(shè)C′點(diǎn)受兩邊金屬繩的張力分別為FT1和FT2，BC與BC′的夾角為θ，如圖所示．依對(duì)稱性有：

FT1＝FT2＝FT

由力的合成有：

F＝2FTsin θ

根據(jù)幾何關(guān)系有

sin θ＝

聯(lián)立上述二式解得

FT＝

則

故

FT＝.

(2)將d＝10 mm，F＝400 N，L＝250 mm代入

FT＝

解得

FT＝2.5×103 N

即金屬繩中的張力為2.5×103 N.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m1的光滑勻質(zhì)球，夾在豎直墻面和傾角為θ的斜塊之間，斜塊質(zhì)量為m2，斜塊底面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩者始終保持靜止．下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.斜塊對(duì)球的作用力為m1g cosθ

B.地面對(duì)斜塊的摩擦力為μ(m1+m2)g

C.減小m1，地面對(duì)斜塊的摩擦力一定減小

D.減小m1，墻面對(duì)球的作用力一定增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度（圈數(shù)）的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度；設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg砝碼時(shí)，各指針的位置記為x；測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2）.已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88cm.

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0 （cm）

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x（cm）

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k（N/m）

163

①

56.0

43.6

33.8

28.8

1/k（m/N）

0.0061

②

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

（1）將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：______，________；

（2）以n為橫坐標(biāo)，1/k為縱坐標(biāo)，在圖（b）給出的坐標(biāo)紙上畫出1/k-n圖象______；

（3）圖（b）中畫出的直線可以近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)；若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=_______N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0（單位為m）的表達(dá)式為k=______N/m.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布，a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則( )

A.電荷在a點(diǎn)受到電場(chǎng)力方向必定與場(chǎng)強(qiáng)方向一致

B.同一點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比放在b點(diǎn)時(shí)受到電場(chǎng)力小

C.正電荷放在a點(diǎn)靜止釋放，在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一致

D.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)高

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】傳送帶以恒定的速率v＝10 m/s運(yùn)動(dòng)，已知它與水平面成α＝37°，如圖所示，PQ＝16 m，將一個(gè)小物體無(wú)初速度地放在P點(diǎn)，小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，問(wèn)當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物體運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一根質(zhì)量不計(jì)的橫梁A端用鉸鏈固定在墻壁上，B端用細(xì)繩懸掛在墻壁上的C點(diǎn)，使得橫梁保持水平狀態(tài)．已知細(xì)繩與豎直墻壁之間的夾角為60°，當(dāng)用另一段細(xì)繩在B點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為M＝6 kg的重物時(shí)，求橫梁對(duì)B點(diǎn)的彈力和繩BC的拉力各為多大？(g取10 m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的四分之三光滑圓弧軌道BCD固定在豎直面內(nèi)，最低點(diǎn)B與水平面平滑相切，BC為直徑。一根輕彈簧放在水平面上，左端與固定豎直擋板相連接，彈簧處于自然伸直時(shí)，右端剛好與水平面上的A點(diǎn)對(duì)齊，質(zhì)量為m的物塊放在A點(diǎn)，剛好與輕彈簧接觸，水平面上AB段粗糙，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0. 5，AB段長(zhǎng)為3R，A點(diǎn)左側(cè)水平面光滑，用物塊壓縮輕彈簧至一定的位置由靜止釋放，物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力等于物塊重力的3倍，重力加速度為g，不計(jì)物塊的大小。求:

（1）物塊從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間;

（2）若要使物塊能沿軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，壓縮彈簧的彈性勢(shì)能至少為多大。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年10月11日，中國(guó)火星探測(cè)器首次公開亮相，暫命名為“火星一號(hào)”，并計(jì)劃于2020年發(fā)射。接近火星后，探測(cè)器需經(jīng)歷如圖所示的變軌過(guò)程，軌道I為圓軌道，已知引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.探測(cè)器在軌道I上的機(jī)械能大于在軌道II上的機(jī)械能

B.探測(cè)器在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行的周期

C.探測(cè)器若從軌道II變軌到軌道I，需要在P點(diǎn)朝速度反向噴氣

D.若軌道I貼近火星表面，并已知探測(cè)器在軌道I上運(yùn)動(dòng)的角速度，可以推知火星的密度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，立體圖如圖甲所示，側(cè)視圖如圖乙所示，其工作原理是：燃燒室在高溫下將氣體全部電離為電子與正離子，即高溫等離子體，高溫等離子體經(jīng)噴管提速后以速度v＝1000 m/s 進(jìn)入矩形發(fā)電通道，發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖乙中垂直紙面向里），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0＝5T，等離子體在發(fā)電通道內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這時(shí)兩金屬薄板上就會(huì)聚集電荷，形成電勢(shì)差。已知發(fā)電通道長(zhǎng)L＝50cm，寬h＝20cm，高d＝20cm，等離子體的電阻率ρ＝4Ωm，電子的電荷量e＝1.6×10－19C。不計(jì)電子和離子的重力以及微粒間的相互作用，則以下判斷正確的是（　�。�

A.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為2500V

B.若電流表示數(shù)為16A，則單位時(shí)間（1s）內(nèi)打在下極板的電子有1020個(gè)

C.當(dāng)外接電阻為12Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為50 A

D.當(dāng)外接電阻為50Ω時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大

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