问题 问答题

如图所示,质量为m1=0.4Kg的物体甲通过二段轻绳和一个轻质细弹簧悬挂在结点O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上质量为m2=0.5Kg的物体乙相连,轻弹簧OA与竖直方向的夹角θ=370,物体甲、乙均处于静止状态.(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75;g取10m/s2.)求:

(1)若轻弹簧的劲度系数为K=500N/m,则轻弹簧的伸长长度是多大?

(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?

(3)若物体乙的最大静摩擦力等于12N,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?(将AO替换为细绳,保持O点位置不变)

答案

(1)对物体受力分析,如图所示:

由几何关系可知:弹簧的拉力T0A=

m1g
cosθ
=
5
4
m1g=5N  

由胡克定律可知:X=

TOA
K
=0.01m

(2)由图可知:OB的拉力TOB=m1gtanθ=

3
4
m1g=3N,而乙在水平方向受力平衡

所以乙受到的摩擦力f=TOB=3N 

 方向水平向左

(3)由题意及(2)的解答可知:

TOB=

3
4
m1g=fm=12N

解得甲的质量:

m1=1.6kgN,即物体甲的质量m1最大不能超过1.6kg  

答:(1)轻弹簧的伸长长度是0.01m;

(2)摩擦力为3N,方向水平向左;

(3)甲的质量不能超过1.6kg.

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