如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它提起重物,使重物以加速度2m/s2向上做匀加速运动.已知重物的质量?m=10kg,人的质量M=50kg,g取10m/s2.试求:
(1)此时绳对重物的拉力和地面对人的支持力的大小;
(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小.
网友回答
解:(1)物体m向上加速,设绳中拉力为T.
???? 对m有:T-mg=ma??T=m(g+a)=10×12N
??????? 解得:T=120N.??
?? 人静止在地面上,受力平衡.地面对人的支持力:N=Mg-T=500-120=380N.??
?(2)由图知 绳OB中拉力TOB=2T=240N.
???? 对B点:受三个力作用而平衡????????????????????????????
???????? FBCcos30°=TOB????????????????????????????????????
??????????FBCsin30°=FAB???
? 解得:FBC=160N,FAB=80N.
答:(1)绳对重物的拉力和地面对人的支持力的大小分别为120N,380N.
???? (2)轻杆BC和绳AB所受力的大小分别为160N,80N.
解析分析:要使重物以加速度2m/s2向上做匀加速运动,由牛顿第二定律F=ma可求,绳对重物的拉力,地面对人的支持力的大小可由人的受力平衡来求,根据共点力平衡的条件,轻杆BC和绳AB所受力的大小可由力的矢量三角形中求得.
点评:共点力平衡问题中,选准研究对象很关键,然后根据力的效果画出力的矢量三角形,由已知的力求出未知的力.