物体的质量为2kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F,相关几何关系如图所示,θ=60°,若要使绳都能伸直,求拉
问题描述:
物体的质量为2kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F,相关几何关系如图所示,θ=60°,若要使绳都能伸直,求拉力F的大小范围.(g取10m/s2)
答
作出物体A受力如图所示,由平衡条件
Fy=Fsinθ+F1sinθ-mg=0 ①
Fx=Fcosθ-F2-F1cosθ=0 ②
由①②式分别得:F=
-F1 ③mg sinθ
F=
+F2 2cosθ
④mg 2sinθ
要使两绳都能绷直,则有:
F1≥0 ⑤
F2≥0 ⑥
由③⑤式得F有最大值:Fmax=
=mg sinθ
N.40
3
3
由④⑥式得F有最小值:Fmin=
=mg 2sinθ
N20
3
3
综合得F的取值范围:
20 3
N≤F≤
3
40 3
N.
3
答:拉力F的大小范围为
20 3
N≤F≤
3
40 3
N.
3