题目内容

轻绳的长度一定,两端A、B固定在天花板上,
(1)现用摩擦很大的挂钩将一重为250N的物体挂在绳子上,结果挂钩停在C点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°.求:轻绳AC段和BC段的拉力T1、T2的值(已知sin53°=0.8)
(2)若轻绳能承受的最大拉力Fm=200N.现将挂钩换成一个光滑的轻小滑轮,稳定时滑轮将位于最低位置,则重物的最大重力可达多大?
分析:(1)对结点受力分析,根据共点力平衡求出轻绳AC段和BC段的拉力T1、T2的值.
(2)若换成一个光滑的轻小滑轮,则绳子的拉力相等,根据共点力平衡,结合绳子的最大拉力求出最大重力.
解答:解:(1)取C点为研究对象进行受力分析如图甲所示:
因为物体平衡   T1=Gcos37°
T2=Gcos37°
代入数据解得 T1=200N         T2=150N
(2)在图甲中,由几何关系设AB=s,
则绳长l=0.6s+0.8s=1.4s;
若将挂钩换成滑轮,则两根绳子的张力大小相相等,对C点受力分析,如图乙所示,cosθ=
(0.7s)2-(0.5s)2
0.7s
=0.7  
由三角形法则重物的最大重力为:2Fm cosθ=Gm         
代入数据解得   Gm=280N
答:(1)轻绳AC段和BC段的拉力T1、T2的值分别为200N、150N.
(2)重物的最大重力为280N.
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.
练习册系列答案
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 利用下列器材设计实验研究三力平衡的规律:
器材:三根完全相同的轻质弹簧(每根弹簧的两端均接有适当长度的细绳套),几个小重物,一把刻度尺,一块三角板,一枝铅笔,一张白纸,几枚钉子.
(1)按下列步骤进行实验,请在横线上将步骤补充完整:
①用两枚钉子将白纸(白纸的上边沿被折叠几次)钉在竖直墙壁上,将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上,另一端的细绳套与第三根弹 簧一端的细绳套连接.待装置静止后,用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度,记为L0
②在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一个重物,待装置静止后,用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向.用刻度尺测出第一、二、三根弹簧的长度L1、L2、L3,则三根弹簧对结点O的拉力之比为
(L1-L0):(L2-L0):(L3-L0
(L1-L0):(L2-L0):(L3-L0

③取下器材,将白纸平放在桌面上.用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线,按照一定的标度作出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示.用平行四边形定则求出F1、F2的合力F.
④测量发现F与F3在同一直线上,大小接近相等,则实验结论为:
在实验误差范围内,结点O受三个力的作用处于静止状态,合力为零
在实验误差范围内,结点O受三个力的作用处于静止状态,合力为零

(2)若钉子位置固定,利用上述器材,改变条件再次验证,可采用的办法是
换不同重量的小重物
换不同重量的小重物

(3)分析本实验的误差来源,写出其中两点:
未考虑弹簧自身的重量
未考虑弹簧自身的重量
记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差(或白纸未被完全固定等)
记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差(或白纸未被完全固定等)

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