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精英家教网如图,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sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?
分析:(1)以结点O为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力.
(2)乙物体水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,由二力平衡求解乙受到的摩擦力大小和方向.
(3)当乙物体刚要滑动时,物体甲的质量m1达到最大,此时乙受到的静摩擦力达到最大值Fmax=μm2g,再平衡条件求出物体甲的质量.
解答:解:(1)以结点O为研究对象,如图,
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沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,将FOA分解,由平衡条件有:
FOB-FOAsinθ=0 
FOAcosθ-m1g=0
联立得:FOA=
m1g
cosθ
=
5
4
m1g   FOB=mgtanθ=
3
4
m1g    
故轻绳OA、OB受到的拉力分别为
5
4
m1g、
3
4
m1g;
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图所示,
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由平衡条件得:f=FOB=
3
4
m1g 方向水平向左;
(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值.
当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值fm=μm2g
由平衡条件得:FOBm=fm
又  FOBm=m1mgtanθ=
3
4
m1mg 
联立得:m1m=
4FOBm
3g
=
4μm2g
3g
=24kg
即物体甲的质量m1最大不能超过24kg.
答:(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别为
5
4
m1g、
3
4
m1g.
(2)人受到的摩擦力是
3
4
m1g 方向水平向左.
(3)若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过24kg.
点评:本题涉及共点力平衡中极值问题,当物体刚要滑动时,物体间的静摩擦力达到最大.
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12
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(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度.
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A、cos
a
2
B、sin
a
2
C、2sin
a
2
D、2cos
a
2

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