题目内容

如图16所示，能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45°角，能承受最大拉力为5 N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力.为使OA、OB均不被拉断，OC下端所悬挂的最大的力是多少？

图16

5 N

解析：当OC下端所悬挂物重不断增大时，细线OA、OB所受的拉力同时增大，为了判断哪根细线先被拉断，可选O点为研究对象，其受力情况则是沿三条细线的三个方向上的拉力作用.假设OB不会拉断，且OA上的拉力先达到最大值，即F1max=10 N，根据平衡条件有：F2=F1maxcos45°，代入数据得F2=7.07 N.由于F2大于OB能承受的最大拉力，所以在物重逐渐增大时，细线OB先被拉断.再假设OB线上拉力刚好达到最大值，即F2max=5 N，处于将被拉断的临界状态，根据平衡条件有：F1cos45°=F2max,F1sin45°=F3,再选重物为研究对象，根据平衡条件有：F3=Gmax,联立以上的三个方程解得悬挂物体的最大重力为Gmax=F2max=5 N.


练习册系列答案
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2012年11月25日，如图1歼-15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后，又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞，突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术．甲板上的阻拦索具有关键作用，阻拦索装置完全由我国自主研制制造，在战机着舰时与尾钩完全咬合后，在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零，并使战机滑行距离不超过百米．（g取10m/s2）
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（1）设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg，着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下，速度由v0=100m/s滑行50m后停止下来，水平方向其他作用力不计，此过程可视为匀减速运动．求阻拦索对飞机的水平作用力F；
（2）在第（1）问所述的减速过程中，飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍？
（3）航母飞行甲板水平，前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=150m，如图2所示．已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍，求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm．

如图16-2-5所示，如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T0=10 N，球质量m=0.5 kg，L=0.3 m，锤头质量M=0.866 kg，如果锤沿水平方向打击球m，锤头速度多大时才能把绳子打断（设m原来静止，打击后锤头静止，取g=10 m/s2）？

图16-2-5

三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示．其中OB是水平的，A端、B端都固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳(　　)

图2－6－16

A．必定是OA

B．必定是OB

C．必定是OC

D．可能是OB，也可能是OC

【解析】：选A.法一：三根绳子能承受的最大拉力相同，在增大C端物体质量的过程中，判断谁先断，实际是判断三根绳子谁承担的拉力最大．O点所受三力如图甲所示，由于三力平衡，即F1与F2的合力F与F3相平衡，从图中直接看出，F1是直角三角形的斜边，F2、F3均为直角边，因此F1必大于F2和F3.当增大C端重物质量时，OA首先承受不住，先断，选A.

法二：三力F1、F2、F3平衡，则首尾相接必成一封闭三角形，如图乙所示，由图看出F1是直角三角形的斜边，最大，因而OA先断．

法三：F1沿水平和竖直两方向正交分解，如图丙所示，F1的水平分量与F2平衡，则有F1＞F1x＝F2；同理F1的竖直分量与F3平衡，有F1＞F1y＝F3，因此F1最大，OA先断．

 
2012年11月25日，如图1歼-15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后，又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞，突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术．甲板上的阻拦索具有关键作用，阻拦索装置完全由我国自主研制制造，在战机着舰时与尾钩完全咬合后，在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零，并使战机滑行距离不超过百米．（g取10m/s2）

（1）设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg，着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下，速度由v=100m/s滑行50m后停止下来，水平方向其他作用力不计，此过程可视为匀减速运动．求阻拦索对飞机的水平作用力F；
（2）在第（1）问所述的减速过程中，飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍？
（3）航母飞行甲板水平，前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=150m，如图2所示．已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍，求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm．

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