Question

10．架在A、B兩根晾衣桿之間的一定質量的均勻鐵絲在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應，鐵絲呈現如圖所示的兩種形狀．則鐵絲對晾衣桿的拉力（　　）

• A． 夏季時的拉力較大
• B． 冬季時的拉力較大
• C． 夏季和冬季時的拉力一樣大
• D． 無法確定

Answer 1

分析 以整條鐵絲為研究對象，受力分析根據平衡條件列出等式，結合夏季、冬季的鐵絲幾何關系求解．

解答 解：以整條鐵絲為研究對象，受力分析如右圖所示，由共點力的平衡條件知，兩桿對鐵絲的彈力的合力與其重力平衡，由幾何關系得：Fcosθ=$\frac{Mg}{2}$，
故F=$\frac{Mg}{2cosθ}$，由于夏天氣溫較高，鐵絲的體積會膨脹，兩桿正中部位鐵絲下墜的距離h變大，則鐵絲在桿上固定處的切線方向與豎直方向的夾角θ變小，故F較小，根據牛頓第三定律得，鐵絲對晾衣桿拉力大小與F相等，故可知，冬天時拉力較大，故B正確，ACD錯誤；
故選：B

點評 本題考查共點力平衡條件的應用，要比較一個物理量的大小關系，我們應該先把這個物理量運用物理規律表示出來．本題中應該抓住電線桿上的電線的質量一定，受力平衡，根據夏季、冬季電線在桿上固定處的切線方向與豎直方向的夾角的不同分析求解．