高中 | 静态平衡 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)

静态平衡

如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为$\alpha=15^\circ$,一个质量忽略不计的小轻环$C$套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的$A$$B$两点,细线依次穿过小环甲、小轻环$C$和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环$C$的两侧。调节$A$$B$间细线的长度,当系统处于静止状态时$\beta=45^\circ$。不计一切摩擦。设小环甲的质量为$m_{1}$,小环乙的质量为$m_{2}$,则$m_{1}:m_{2}$等于$(\qquad)$

["

$\\tan15^\\circ$

","

$\\tan30^\\circ$

","

$\\tan60^\\circ$

","

$\\tan75^\\circ$

"]
[["C"]]

小球$C$为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,$C$环与乙环的连线与竖直方向的夹角为$60^\circ $$C$环与甲环的连线与竖直方向的夹角为$30^\circ $$A$点与甲环的连线与竖直方向的夹角为$30^\circ $,乙环与$B$点的连线与竖直方向的夹角为$60^\circ $,根据平衡条件,对甲环有$2T\cos 30^\circ =m_{1}g$

对乙环有$2T\cos 60^\circ =m_{2}g$

$m_{1}:m_{2}=\tan 60^\circ $

故选:$\rm C$

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