题目内容

7.用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上,如果已知绳能承受的最大张力为10N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)$\frac{\sqrt{3}}{2}$m.

分析 一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大,分力越大,因而当绳子拉力达到F=10N的时候,绳子间的张角最大,为120°,此时两个挂钉间的距离最大.

解答 解:一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大,分力越大,
因而当绳子拉力达到F=10N的时候,绳子间的张角最大,为120°,此时两个挂钉间的距离最大;
画框受到重力和绳子的拉力,三个力为共点力,受力如图.
绳子与竖直方向的夹角为θ=60°,绳子长为L=1m,则有mg=2Fcosθ,两个挂钉的间距离L=2×$\frac{L}{2}sinθ$,解得L=$\frac{\sqrt{3}}{2}$m,
故答案为:$\frac{\sqrt{3}}{2}$m.

点评 本题考查了力的合成与分解转化为向量的平行四边形法则,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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