(6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80…——2017 高考物理第 4 题答案解析

2017_新课标III卷

2017 全国 第 4 题 单选题 区分题
2017_新课标III卷

4.(6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(  )

A. 86cm
B. 92cm
C. 98cm
D. 104cm
参考答案

B

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【考点】29:物体的弹性和弹力;2S:胡克定律;3C:共点力的平衡

【专题】32:定量思想;4B:图析法;527:共点力作用下物体平衡专题

【分析】绳长变为100cm时,伸长了20cm,可以得出绳子的拉力,根据共点力的平衡关系可得出绳子的劲度系数,进而计算出两端在同一点时弹性绳的总长度。

【解答】解:如图所示,绳子原长是 80cm,伸长为 100cm,如图,则 AB 段长50cm,伸长了10cm=0.1m,假设绳子的劲度系数为k,则绳子拉力为:

把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向的分量为: $\mathsf { F } _ { \mathsf { x } } { = } 0 . 1 \mathsf { k } \times$ $\mathsf { c o s } 5 3 ^ { \circ } { = } 0 . 0 6 \mathsf { k }$

两个绳子的竖直方向拉力合力为: $2 \mathsf { F } _ { \times }$

物体处于平衡状态,则拉力合力等于重力,即为:0.12k=mg

解得: $k { = } \frac { \mathtt { m g } } { 0 . 1 2 }$

当AC 两点移动到同一点时,绳子两个绳子的夹角为0,每段绳子伸长x,则两个绳子的拉力合力为:

2kx=mg,

x=0.06m。

所以此时绳子总长度为92cm。

故选:B。

【点评】本题考场共点力的平衡,本题的关键是找出绳子与竖直方向的夹角,然后计算出劲度系数。另外做这一类题目,要养成画图的习惯,这样题目就能变的简单。

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