题目
【单选题】在升降机天花板上拴有轻绳, 其下端系一重物, 当升降机以加速度 a 1 上升时, 绳中的张力正好等于绳子 所能承受的最大张力的一半, 问升降机以多大加速度上升时, 绳子刚好被拉断?A. 2 a 1 B. 2( a 1 +g ) C. 2 a 1 + g D. a 1 + g
【单选题】在升降机天花板上拴有轻绳, 其下端系一重物, 当升降机以加速度 a 1 上升时, 绳中的张力正好等于绳子 所能承受的最大张力的一半, 问升降机以多大加速度上升时, 绳子刚好被拉断?
A. 2 a 1
B. 2( a 1 +g )
C. 2 a 1 + g
D. a 1 + g
A. 2 a 1
B. 2( a 1 +g )
C. 2 a 1 + g
D. a 1 + g
题目解答
答案
2 a 1 + g
解析
步骤 1:确定重物受力情况
重物受到两个力的作用:重力 mg 和绳子的张力 T。当升降机以加速度 a1 上升时,重物的加速度也是 a1,根据牛顿第二定律,有 T - mg = ma1,即 T = m(a1 + g)。
步骤 2:确定绳子最大张力
题目中提到,当升降机以加速度 a1 上升时,绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半,即 T = 1/2 * Tmax。因此,Tmax = 2T = 2m(a1 + g)。
步骤 3:确定绳子刚好被拉断时的加速度
当绳子刚好被拉断时,绳子的张力等于其最大张力 Tmax。设此时升降机的加速度为 a,根据牛顿第二定律,有 Tmax = m(a + g)。将 Tmax 的值代入,得到 2m(a1 + g) = m(a + g),解得 a = 2a1 + g。
重物受到两个力的作用:重力 mg 和绳子的张力 T。当升降机以加速度 a1 上升时,重物的加速度也是 a1,根据牛顿第二定律,有 T - mg = ma1,即 T = m(a1 + g)。
步骤 2:确定绳子最大张力
题目中提到,当升降机以加速度 a1 上升时,绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半,即 T = 1/2 * Tmax。因此,Tmax = 2T = 2m(a1 + g)。
步骤 3:确定绳子刚好被拉断时的加速度
当绳子刚好被拉断时,绳子的张力等于其最大张力 Tmax。设此时升降机的加速度为 a,根据牛顿第二定律,有 Tmax = m(a + g)。将 Tmax 的值代入,得到 2m(a1 + g) = m(a + g),解得 a = 2a1 + g。