另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图甲所示,则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 N/kg)( )
A.50 N B.50 N
C.100 N D.100 N
解析:以滑轮为研究对象,悬挂重物的绳的拉力是F=mg=100 N,故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向,大小都是100 N。从图乙中可看出,∠CBD=120°,∠CBE=∠DBE,得∠CBE=∠DBE=60°,即△CBE是等边三角形,故F合=100 N。
答案:C
\o(\s\up7(反思(1)要注意BC段绳和BD段绳的张力大小相等。(2)三角形的边角关系是求合力时常用到的,因此必须熟练掌握。
滑轮受到的绳子的作用力的方向是怎样的?
提示:与BD方向成60°角,偏向左下。
探究三 合力与共点力的大小关系
两个力的合成 三个力的合成 合力的最大值 两个力同向时合力最大,Fmax=F1+F2 三个力同向时合力最大,Fmax=F1+F2+F3 合力的最小值 两个力方向相反时合力最小,Fmin=|F1-F2| (1)当其中一个力在另外两个力的合力的取值范围之内时,合力F最小值为零,即Fmin=0
(2)当其中两个较小力之和F1+F2 两个共点力F1、F2合成时,若这两个力的大小不变,当两个力的夹角在0~180°之间逐渐变大时,其合力F将逐渐减小。 【例题3】 同一平面内的三个力,大小分别是3 N、5 N、7 N,若三个力同时作用于某一物体,则该物体所受三个力的合力最大值和最小值分别为( ) A.15 N,0 B.15 N,1 N C.7 N,1 N D.11 N,0 解析:已知三个力的大小,求其合力的范围,最大值一定是三个力同向时,大小为它们之和,求其合力的最小值时,先求任意两个力的合力的范围,如3 N和5 N,其合力范围为2~8 N,另一个力7 N恰好在2 N和8 N之间,即当3 N和5 N的合力与7 N的力等大反向时,其合力最小,为0,故正确选项为A。 答案:A \o(\s\up7(反思求解此题最易犯的错误是认为3 N和5 N的力同向且与7 N的力反向,合力最小值为1 N,从而错选B项。 物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( )