题目内容

20.如图所示,用一根轻质绳将质量为200kg的砂浆桶吊起,已知绳能承受的最大张力为1250N,绳在桶上两个固定点A、B间的距离为0.6m.要确保绳不会断掉,这根绳的最短长度为(g取10m/s2)(  )
A.1米B.1.2米C.1.8米D.2米

分析 以水桶为研究对象,分析受力情况,作出力图.两绳拉力的合力与水桶的重力大小相等,细绳越短,绳子受到的拉力越大,当细绳拉力达到最大拉力时,细绳最短.根据平衡条件求出此时两绳之间夹角,再几何知识求出细绳的长度.

解答 解:对水桶受力分析图:(如图)

受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态,当F=Fmax=1250 N时,
对应于细绳不被拉断的最小长度x,作细绳拉力的合力F(见图),由平衡条件有F=mg=2000 N
则:${F}_{合}=2Fcos\frac{θ}{2}$
所以:$cos\frac{θ}{2}=\frac{1000}{1250}=\frac{4}{5}$
绳子的最小长度:
${L}_{min}=\frac{x}{sin\frac{θ}{2}}$
代入数据得:Lmin=1m 
故选:A

点评 熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律,是解决本题的根本.

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