题目内容

如图所示,质量为15kg的物体用两根绳子AO和BO吊挂在天花板下处于静止状态,绳AO、BO与竖直方向的夹角分别为53°、37°.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)
(1)求两根绳子受到的拉力大小.
(2)如果绳AO、BO的最大承受力都是200N,为了使绳子不被拉断,则所挂的重物的质量最多不能超过多少?
分析:(1)以结点O为研究对象,将重物的拉力按照作用效果进行分解,求解两个分力,等于两个绳子的拉力;
(2)假设在绳子均不被拉断的情况下,分别求出轻绳AO、BO所能承受的拉力达到最大时重物的质量,再确定重物的最大质量.
解答:解:(1)将重物对O点的拉力按照作用效果分解,如图所示:

解得:
F1=Gcos37°=0.8mg=0.8×150N=120N
F2=Gsin37°=0.6mg=0.6×150N=90N
故AO绳子的拉力为90N,BO绳子的拉力为120N;
(2)由于:
F1=Gcos37°=0.8mg
F2=Gsin37°=0.6mg
当AO绳子的拉力F2为200N时,BO绳子的拉力1
4
3
mg
=267N>200N,BO绳子已断;
当BO绳子的拉力F1为200N时,AO绳子的拉力2
3
4
mg=150N<200N,AO绳子没有断,此时物体的质量为:
m=
200
gcos37°
=
200
10×0.8
=25kg;
答:(1)AO绳子的拉力为90N,BO绳子的拉力为120N;
(2)如果绳AO、BO的最大承受力都是200N,为了使绳子不被拉断,则所挂的重物的质量最多不能超过25kg.
点评:本题是物体平衡中临界问题,采用的是假设法.其基础是分析物体受力、正确作出力的分解图.
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