问题 问答题

如图所示,细绳CO与竖直方向成一定角度,A、B两物体用跨过轻滑轮的细绳相连,两绳夹角为60°,不计绳与滑轮间的摩擦.已知物体B的重力为100N.

(1)若地面对物体B的支持力为80N,求物体B所受到的摩擦力大小;

(2)若物体B与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.5,欲使物体B在水平面上不滑动,物体A的重力最大不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(3)若在满足(2)中所述情景下,试求CO绳所受的拉力大小.

答案

(1)首先确定绳子与水平方向的夹角,选择滑轮为研究对象,受力分析如图:

由于滑轮受力平衡,所以OC的拉力应与另外两绳AC、BC的拉力合力为零,而AC、CB实际为同一绳子,所以拉力大小相同,根据力的合成AC、BC两力的合力大小等于OC的拉力大小,方向沿OC向外,即四边形ACBD是菱形,∠DCA=30°.

对B受力分析如图所示:

因为∠ACB=60°,所以F拉和水平方向的夹角为θ=30°

由于B物体受力平衡:

水平方向:Tcosθ=f…①

竖直方向:Tsinθ+FN=GB…②

已知物体B所受重力为100N,水平地面对物体B的支持力FN为80N,

由②解得:T=40N…③

把③代入①解得:f=20

3
N.

(2)由于B物体受力平衡:

水平方向:Tcosθ=f…④

竖直方向:Tsinθ+FN=GB…⑤

其中:f=μFN…⑥

联立④⑤⑥解得:T=

400
3
-200
11
N.

(3)绳子OC的拉力大小等于AC、BC两绳子拉力的合力:

FCD=2×T×cos30°=

1200-200
3
11
N.

答:(1)物体B所受到的摩擦力大小为20

3
N;

(2)物体A的重力最大不能超过

400
3
-200
11

(3)CO绳所受的拉力大小为

1200-200
3
11
N.

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