题目内容
【题目】如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30 kg,人的质量M=50 kg,g取10 m/s2.试求:
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(1)此时地面对人的支持力的大小及轻杆BC和绳AB所受的力.
(2)若人拉重物向上加速,求重物能具有的最大加速度。
【答案】(1)200N,
,
(2)![]()
【解析】(1)重物受到的重力:
;
人受到的重力:
.
人通过一个定滑轮拉动重物,人给重物300力,物体间力的作用是相互的,所以重物对人的竖直向上的拉力也是300N.人拉重物时,人处于静止状态,人受到竖直向下的重力
、竖直向上的支持力
、竖直向上的拉力F作用,这三个力是平衡力,所以
,所以
.
定滑轮受到竖直向上的拉力
、重物给定滑轮竖直向下的拉力G、人给定滑轮竖直向下的拉力F,这三个力是平衡力,所以,
.
因为∠CBO=30°,所以
,即
,解得
.
所以,
,即
,解得
.
(2)设重物最大加速度为a,当重物的加速度达到最大时,地面对人的支持力为零,即定滑轮中绳子的拉力
,故对重物分析,根据牛顿第二定律可得
,即![]()
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