Question

）為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力的變化規律，同學們設計了如圖所示的實驗裝置，他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計（不及質量及長度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點分別為P和Q，P低于Q，繩長為（）。他們首先在繩上距離P點10cm處（標記為C）系上質量為的重物（不滑動），由測力計讀出繩PC、QC的拉力大小和，隨后改變重物懸掛點的位置，每次將P到C點的距離增加10cm，并讀出測力計的示數，最后得到、與繩長之間的關系曲線如圖所示，由實驗可知：

（1）曲線II中拉力最大時，C與P點的距離為______cm，該曲線為_______（選填：或）的曲線.
（2）在重物從P移動到Q的整個過程中受到最大拉力的是______（選填：P或Q）點所在的立柱。
（3）在曲線I、II相交處，可讀出繩的拉力=                    N，它與、、和重力加速度的關系為=                   。

Answer 1

①60（56～64）       ②  ③ 4.30（4.25～4.35）   

試題分析：①由曲線II的最高點拉力最大，對應的橫坐標，設PC和QC與水平的夾角為和，對C點的平衡可知，開始C點靠近P點，因，則，即，結合兩曲線左側部分，II曲線靠上則為的曲線。
②比較兩圖象的頂點大小可知，I曲線的最高點更大，代表有最大拉力。
③兩曲線的交點表示左右的繩拉力大小相等，讀出縱坐標為，設CQ繩與立柱的夾角為，延長CQ線交另立柱上，構成直角三角形，則，兩拉力相等構成菱形由力的平衡可知，則