如图3-6所示,一根细绳的两端分别系于A点和B点,
来源 :焚题库 2020-08-06
中简答题 如图3-6所示,一根细绳的两端分别系于A点和B点,在O点处悬挂一个重物,质量m=10kg,物体处于静止状态,则绳OB的张力是______。(g取10m/s2。)
参考答案:50N
答案解析:本题考查的知识点是三个共点力的平衡问题。
先对物体m进行受力分析,m受两个作用力:竖直向下的重力G,竖直向上的绳子拉力F'。物体处于静止状态,所以G和F'是一对平衡力,根据平衡条件知。
F'=G=mg
再对O点作受力分析。O点处受到三个作用力:绳子OA的拉力FA,方向沿OA绳子向上;绳子OB的拉力FB,方向沿OB绳向上;下面绳子竖直向下的拉力F。图3-13是受力图。
由图知,FA、FB是相互垂直的。因此,在用力的平衡条件解题时,取OB方向为分解力的两个方向之一是最方便的。
根据力的平衡条件,FA、F在OB方向上分力之和等于FB。因为FA垂直于FB,它在OB方向上的分量为零,所以F在OB方向上的分力就等于FB。由此可知
Fcos60°=FB
因此FB绳子的张力为
FB=Fcos60°=F'cos60°=mgcos60°
代入题给数值得
FB=10×10×cos60°N=50N
注意,在三个共点力平衡的问题中,通常可以取水平方向和竖直方向为分解力的两个方向。
根据力的平衡条件,沿水平方向有
FAsin30°=FBsin60°①
沿竖直方向有
FAcos30°+FBcos60°=F=mg②
由式①、②解得
显然,FA、FB的合力是F的平衡力-F,因为FA、FB相互垂直,所以由直角三角形的知识知FB=Fcos60°
相关知识:物理:第一部分、力学