题目内容
【题目】如图所示,用绳AB和BC吊起一重物P处于静止状态,AB绳与水平面间的夹角为53°,BC绳与水平面的夹角为37°.(g取10m/s2sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)当所挂重物质量为20kg时,两绳子所受拉力各为多大?
(2)若AB能承受的最大拉力为500N,BC能承受的最大拉力为400N,为使两绳不断,则所挂物体质量不能超过多少?
【答案】
(1)解:结点B受到三根绳子的拉力处于平衡状态,BP绳的拉力等于物体的重力mg,如图所示,根据合成法则,得:
FAB=mgcos37=20×10×0.8N=160N
FBC=mgsin37=20×10×0.6N=120N
答:当所挂重物质量为20kg时,两绳子所受拉力分别为160N和120N;
(2)解:当AB绳拉力最大时,BC绳的拉力为:
FBC=FABtan37°=500× N=375N<400N,所以BC绳子没有断开
当BC绳子拉力最大时,AC绳子的拉力为:
FAC=FBC cot37°=400× N= N>500N,所以AB绳子已经断开
比较可知,当重物挂到一定量时,故AB绳子先断开.
此时重物的重力为:G=
所挂物体质量不能超过62.5千克.
答:若AB能承受的最大拉力为500N,BC能承受的最大拉力为400N,为使两绳不断,则所挂物体质量不能超过62.5kg.
【解析】(1)对结点C进行受力分析,根据共点力平衡求出两根绳子的拉力.(2)假设随着重物重力的增大时,轻绳AB和BC都不被拉断.以结点O为研究对象,求出当AB绳拉力达到最大时,求出BC绳的拉力,判断哪绳先被拉断.
【考点精析】本题主要考查了力的分解的相关知识点,需要掌握求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算);在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法才能正确解答此题.