如圖所示，用一根長1 m的輕質細繩將一幅質量為1 kg的畫框對稱懸掛在墻壁上．已知繩能承受的最大張力為10 N，為使細繩不斷裂，畫框上兩個掛釘的間距最大為(g取10 m/s²)(　　)

圖4－6

A. m　　　　　　　　               B. m

C. m                                 D. m

【解析】：選A.題中當繩子拉力達到F＝10 N的時候，繩子間的張角最大，即兩個掛釘間的距離最大；畫框受到重力mg和繩子兩端的拉力F，三個力為共點力且合力為零，設繩子與豎直方向的夾角為θ，兩段繩中張力的合力大小等于畫框的重力，則有2Fcosθ＝mg，繩子長為L₀＝1 m，兩個掛釘間的距離L＝2·sinθ，聯立可解得L＝ m，A正確．

如圖所示，用一根長1 m的輕質細繩將一幅質量為1 kg的畫框對稱懸掛在墻壁上．已知繩能承受的最大張力為10 N，為使細繩不斷裂，畫框上兩個掛釘的間距最大為(g取10 m/s²)(　　)

圖4－6

A. m　　　　　　　　               B. m

C. m                                 D. m

【解析】：選A.題中當繩子拉力達到F＝10 N的時候，繩子間的張角最大，即兩個掛釘間的距離最大；畫框受到重力mg和繩子兩端的拉力F，三個力為共點力且合力為零，設繩子與豎直方向的夾角為θ，兩段繩中張力的合力大小等于畫框的重力，則有2Fcosθ＝mg，繩子長為L₀＝1 m，兩個掛釘間的距離L＝2·sinθ，聯立可解得L＝ m，A正確．

解析　(1)小球從曲面上滑下，只有重力做功，由機械能守恒定律知：

mgh＝mv                                                       ①

得v₀＝＝ m/s＝2 m/s.

(2)小球離開平臺后做平拋運動，小球正好落在木板的末端，則

H＝gt²                                                                                                                                                      ②

＝v₁t                                                                                                                ③

聯立②③兩式得：v₁＝4 m/s

設釋放小球的高度為h₁，則由mgh₁＝mv

得h₁＝＝0.8 m.

(3)由機械能守恒定律可得：mgh＝mv²

小球由離開平臺后做平拋運動，可看做水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，則：

y＝gt²                                                                                                                                                       ④

x＝vt                                                                                                                       ⑤

tan 37°＝                                                                                                          ⑥

v_y＝gt                                                                                                                      ⑦

v＝v²＋v                                                       ⑧

E_k＝mv                                                      ⑨

由④⑤⑥⑦⑧⑨式得：E_k＝32.5h                                                                       ⑩

考慮到當h>0.8 m時小球不會落到斜面上，其圖象如圖所示

答案　(1)2 m/s　(2)0.8 m　(3)E_k＝32.5h　圖象見解析