如图所示,有(2n+1)个质量均为m小球,将它们用长度相等的轻绳顺次连接进来,再将其两端细绳固定在天花板上等高的两点,静止时,若两端细绳与天花板的夹角均为45°.求:

发布时间:2020-08-09 17:39:50

如图所示,有(2n+1)个质量均为m小球,将它们用长度相等的轻绳顺次连接进来,再将其两端细绳固定在天花板上等高的两点,静止时,若两端细绳与天花板的夹角均为45°.求:
(1)两端细绳的拉力T;
(2)第k个小球与(k+1)个小球间轻绳的拉力Tk(k<n).

网友回答

解:(1)对整体受力分析,受到总重力和两个拉力,根据共点力平衡条件,有
2Tsinθ=(2n+1)mg
解得:

即两端细绳的拉力T为.
(2)以第一个球到第k个球整体为研究对象,设第k个小球与(k+1)个小球间轻绳与竖直方向成α角,根据共点力平衡条件,有
Tksinα=Tsin45°
Tkcosα+kmg=Tcos45°
解得:


即第k个小球与(k+1)个小球间轻绳与竖直方向成arctan的角度.
解析分析:(1)对整体受力分析,结合对称性、根据共点力平衡条件列式求解;
(2)对以第一个球到第k个球整体受力分析,再次根据共点力平衡条件列式求解.

点评:本题关键是灵活地选择研究对象进行受力分析,整体法的运用能够使问题大大简化.
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