Question

4．两根长度相等的轻绳依次连接好两个质量均为m的小球，小球的大小忽略不计，悬挂在水平天花板上保持静止状态，如图所示，现对上面的小球施加2F的水平向左的作用力，对下面的小球施加F的水平向右的作用力，当两球再次平衡时，以下四组位置关系正确的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 分别以整体与下面的小球为研究对象进行受力分析，求出拉两个小球的线与竖直方向之间的夹角，然后比较即可得出结论．

解答 解：以两个小球整体为研究对象，则整体受到重力、绳子的拉力与两侧的拉力的作用，如图1：

则：$tanθ=\frac{2F-F}{2mg}=\frac{F}{2mg}$
以下边的小球为研究对象，则下边的小球受到重力、绳子的拉力以及力F的作用，如图2，设绳子与竖直方向之间的夹角为β，则：
$tanβ=\frac{F}{mg}$
所以可知，β＞θ．所以四个选项中，C图正确，ABD错误．
故选：C

点评 该题考查整体法与隔离法的应用，解答的关键是通过受力分析，正确找出两段绳子与竖直方向之间的夹角的关系．