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12.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止
状态.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
解析:(1)以结点O为研究对象进行受力分析,如图(a)所示,由平衡条件有FOB-FOAsin θ=0,FOAcos θ-m1g=0,联立以上两式解得FOA==m1g,FOB=m1gtan θ=m1g,故轻绳OA、OB受到的拉力分别为m1g、m1g.
(2)人在水平方向受到OB绳的拉力FOB′和水平面的静摩擦力作用,FOB′=FOB,受力如图(b)所示,由平衡条件得Ff=FOB′=FOB=m1g,方向水平向左.
(3)当人刚要滑动时,甲的质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值,有Ffm=μm2g
由平衡条件得FOBm′=Ffm,
又FOBm′=m1mgtan θ=m1mg,
联立得m1m===24 kg.
即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg.
答案:(1)m1g m1g
(2)m1g 方向水平向左 (3)24 kg