题目内容

19.如图所示,物体重20N,用两根轻绳BA、CA连接在竖直墙上,其中CA水平,BA方向与水平方向夹角θ=60°,在物体上加一个与水平方向夹角θ=60°的恒力F,要保证两根绳都能绷直,则恒力F的大小可能是(  )
A.15NB.18NC.25 ND.30 N

分析 当力F最小时,AC绳松驰,张力为零;当力F最大时,AB绳松驰,张力为零.根据平衡条件分别求出力F的最小值和最大值,再求出力F的范围.

解答 解:当力F最小时,AC绳松驰,张力为零,此时小球受到三个力作用.设最小拉力为T1,则由平衡条件得
mg=Tsin60°+F1sin60°…①
Tcos60°=F1cos60°…②
由②得T=F,代入①解得:F1=$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg=11.54N;
当力F最大时,AB绳松驰,张力为零,此时小球受到三个力如图,根据平衡条件得
F2=$\frac{mg}{sin60°}$=2$\frac{\sqrt{3}}{3}mg$=23.09N;
所以力F的大小应满足的条件是:11.54N≤F≤23.09N;
所以AB正确、CD错误;
故选:AB.

点评 本题是物体平衡中极值问题,也可以根据正交分解法,得到F与两个绳子拉力的关系式再求解范围.

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