题目内容

10.如图所示,质量为1kg的小球,在细线AC、BC和轻质弹簧共同作用下处于平衡状态.已知细线AC长为8cm,∠BAC=37°,∠CBA=53°,弹簧原长为5cm,劲度系数k=2500N/m.物体处于平衡状态时弹簧呈竖直状态,重力加速度g=10m/s2,求细线AC、BC对小球的拉力各是多少?

分析 先根据胡克定律求出弹力的拉力,再以C为研究对象进行受力分析,正交分解,然后根据平衡条件列方程求解即可.

解答 解:由题意可知:弹簧此时的长度 L=ACsin37°=8cm×0.6=4.8cm<5cm,故弹簧被压缩,且压缩的长度 x=5cm-4.8cm=0.2cm=0.002m.
由胡克定律知,弹簧的弹力 F=kx=2500×0.002N=5N
物体C的受力如图所示,

则由平衡条件得:
水平方向有 TAcos37°-TBsin37°=0
竖直方向有 TAsin37°+TBcos37°-F-mg=0
解得:TA=9N,TB=12N
答:细线AC、BC对小物体的拉力分别为9N和12N.

点评 解决本题的关键是正确分析物体C的受力情况,画出受力示意图.正交分解法在研究三个以上力平衡时比较简便.

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