高中 | 受力分析 题目答案及解析

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必修1

第三章 相互作用

3.5 力的分解

受力分析

如图,两带电小球的质量均为$m$,小球$A$用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,小球$B$用固定的绝缘轻杆连接。$A$球静止时,轻绳与竖直方向的夹角为$60^\circ $,两球连线与轻绳的夹角为$30^\circ $,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为$g$。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

$A$球静止时,轻绳上拉力为$2mg$

","

$A$球静止时,$A$球与$B$球间的库仑力为$2mg$

","

若将轻绳剪断,则剪断瞬间$A$球加速度大小为$g$

","

若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对$B$球的作用力变小

"]
[["C"]]

$\rm AB$.根据题意$A$球静止时,对$A$球受力分析,如图所示

由平行四边形定则及几何关系,轻绳上拉力为$T=mg$

$A$球与$B$球间的库仑力$F=2mg\cos 30{^\circ}=\sqrt{3}mg$

$\rm AB$错误;

$\rm C$.若将轻绳剪断,则剪断瞬间$A$球受到轻绳的拉力消失,其它两力保持不变,根据三力平衡知识,此时$A$球的合外力大小为$mg$,则加速度大小为$g$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.若将轻绳剪断,则剪断瞬间$B$球受到的库仑力、重力不变,小球仍然处在静止状态,则轻杆对$B$球的作用力不变,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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