题目内容

【题目】如图所示,3段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2=60kg的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物块及人都处于静止状态。已知人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要求人在水平面上不滑动。求:

(1)轻绳OB所受的拉力最大不能超过多少?

(2)物块的质量m1最大不能超过多少?

【答案】(1)180N(2)24kg

【解析】

(1)人受拉力、重力、支持力和静摩擦力,当静摩擦力达到最大时,拉力最大,根据平衡条件列式求解即可;

(2)当物块m的质量最大时,OB绳子的拉力变大,对O点受力分析,根据共点力平衡条件列式求解物块的质量最大值.

(1)设轻绳OB所受的拉力最大为FBm,人与地面之间的最大静摩擦力为fmax,人在水平面上不滑动,则根据平衡条件,有:

fmax=μm2g,

FBm=fmax,

解得:FBm=180N。

(2)物块的质量最大为m1m,人在水平面上不滑动,以结点O为研究对象,设轻绳OA对O点的作用力为FA,轻绳OB对O点的作用力为FB,则

FB=FBm,

FB=m1mgtanθ,

解得:m1m=24kg。

答:(1)轻绳OB所受的拉力最大不能超过180N;

(2)物块的质量最大不能超过24kg。

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