高中物理必修一 平衡条件下的受力分析 (含练习解析)

平衡条件下的受力分析
【学习目标】
1. 能准确分析物体的受力情况
2.理解分析静摩擦力的要领
3.掌握整体法与隔离法在分析物体受力时的应用
4.理解共点力的平衡条件，会分析基本的平衡问题
【要点梳理】
要点一、物体的受力分析
要点诠释：
受力分析是力学的一个基础，贯穿于整个高中物理，受力分析就是分析物体受哪些力的作用，并将物体所受的力在力的示意图中表示出来，有时还需求出各力的大小及合力的大小．只有正确分析出物体的受力，才能进一步研究物理过程，因此正确的受力分析，是成功解决问题的关键.
1．物体受力分析的一般思路
(1)明确研究对象，并将它从周围的环境中隔离出来，以避免混淆．由于解题的需要，研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统．
(2)按顺序分析物体所受的力．一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序比较好，要养成按顺序分析力的习惯，就不容易漏掉某个力．
(3)正确画出物体受力示意图，画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须画准确．一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图，以避免发生混乱．
(4)检查．防止错画力、多画力和漏画力．
2．物体受力分析的要领
(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力．也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在所研究的对象上．
(2)只分析根据性质命名的力，不用分析根据效果命名的力，如动力、阻力、下滑力等．
(3)每分析一个力，都应找出施力物体，以防止多分析某些不存在的力．
(4)如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析．
(5)物体的受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要根据学过的知识通过计算确定．
(6)合力与分力不同时分析：合力和分力不能同时作为物体所受的力，只分析实际存在的力，不分析它们的合力或分力．
(7)受力分析需要严谨，外部作用看整体，互相作用要隔离，找施力物体防“添力”，顺序分析防“漏力”．分力和合力避免重复，性质力和效果力避免重记．
3．对物体进行受力分析时应注意
(1)为了使问题简化，题目中会出现一些带有某种暗示的提法，如“轻绳”“轻杆”暗示不考虑绳与杆的重力；“光滑面”暗示不考虑摩擦力；“滑轮”“光滑挂钩”暗示两侧细绳中的拉力相等．
(2)弹力表现出的形式是多种多样的，平常说的“压力”“支持力”“拉力”“推力”“张力”等实际上都是弹力．
(3)静摩擦力产生的条件中相对运动的趋势要由研究对象受到的某些他力来确定，例如，放在倾角为θ的粗糙斜面上的物体A，当用一个沿着斜面向上的拉力F作用时，物体A处于静止状态．从一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力F N和拉力F，但静摩擦力可能沿斜面向下，可能沿斜面向上，也可能恰好是零，这需要分析物体A所受重力沿斜面的分力与拉力F的大小关系来确定．
(4)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力相混淆．譬如以A物体为研究对象，则要找出“甲对A”“乙对A”……的力，而“A对甲”“A对乙”……的力就不是A所受的力．
(5)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有．
(6)合力和分力不能重复考虑．如在分析斜面上的物体的受力情况时，不能把物体所受的重力和“下滑
力”并列为物体所受的力，因为“下滑力”是重力沿斜面方向的分力．
(7)“性质力”和“效果力”不能重复分析．例如：有人认为在竖直面内做圆周运动的物体运动到最高点时(如图所示)，受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用．实际上向心力是效果力，是由重力和绳的拉力的合力来提供的，不属于某一性质的力，这样的分析是重复的，小球在最高点只受重力和绳的拉力．
(8)画出受力示意图时，物体所受的各个力应画成共点力，力的作用点可沿力的方向移动．
要点二、整体法与隔离法
要点诠释：
在研究静力学问题或力和运动的关系问题时，常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题，即“连接体问题”.连接体问题一般是指由两个或两个以上物体所构成的有某种关联的系统.研究此系统的受力或运动时，求解问题的关键是研究对象的选取和转换.一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时，可以以整个系统为研究对象列方程求解–––“整体法”；若涉及系统中各物体间的相互作用，则应以系统某一部分为研究对象列方程求解–––“隔离法”.这样，便将物体间的内力转化为外力，从而体现其作用效果，使问题得以求解，在求解连接问题时，隔离法与整体法相互依存，交替使用，形成一个完整的统一体，
类型一、物体的受力分析
例1、如图甲所示，重力为G的长木板AB．A端靠在光滑墙壁上，AB上又放置一木板m，整个系统处于静止状态，请画出木板AB的受力图．
【思路点拨】把AB木板从图中隔离出来，逐一分析周围物体给它的作用力。

【解析】(1)明确研究对象是木板AB，把AB木板从图中隔离出来，单独画在图乙处．
(2)画出物体AB的重力示意图G．
(3)环绕AB一周，找出其他物体与AB的接触处：木板与墙在A处相接触、与地面在B处相接触、与物体m在C处相接触一共有三处与外界接触．
(4)在A处，由于墙面是光滑的，那么木板AB在A处只受向右的(支持力)弹力F1作用；在B处，受地面竖直向上的弹力F2(支持力)；假设地面不光滑，木板AB可向右滑动，所以地面给木板B端一个向左的摩擦力F3作用；在C处，m对木板有一个垂直木板向下的(压力)弹力F4，又因为m静止在木板AB上，m要
受到木板AB向上的静摩擦力作用，所以木板受到m施加向下的静摩擦力F5的作用．
【点评】严格接受力分析的步骤进行分析，养成一种好习惯．
举一反三
【高清课程：平衡条件下的受力分析例题2】
【变式1】分析光滑球的受力.
【答案】
【变式2】分析球的受力
【答案】
类型二、物体受力个数的分析
例2、L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为( )
A ．3
B ．4
C ．5
D ．6
【思路点拨】把木板P 隔离出来，逐一分析周围物体给它的作用力。

【答案】C
【解析】对木板P 进行受力分析：木板P 受重力、斜面的支持力、滑块Q 的垂直于斜面的压力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力，共5个力的作用．故选C.
【点评】本题由于木板上表面光滑,故没有Q 给P 的摩擦力.
举一反三
【变式1】如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 的作用下，A 、B 保持静止，物体B 受力的个数为( )
A ．2
B ．3
C ．4
D ．5
【答案】C
【解析】对B 受力分析如图所示．由图可知：物体B 受重力G 、A 对B 的弹力F N 、静摩擦力f F 及推力F 的作用，其中静摩擦力f F 是否存在，可用假设法来判断；若没有f F ，B 所受的三个力的合力不可能平衡，故选C ．
【高清课程：平衡条件下的受力分析 例题1】
【变式2】如图所示，A 、B 两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端置于水平地面上，处于静止状态，悬挂A 杆的绳倾斜，悬挂B 杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有( )
A 、A 、
B 都受三个力作用
B 、A 、B 都受四个力作用
C 、A 受三个力，B 受四个力
D、A受四个力，B受三个力
【答案】D
类型三、静摩擦力的分析要领
例3、如图所示，C是水平地面，A、B是两长方体物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B 以相同的速度匀速运动，由此可知，A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的值为( )
A．F1＝0，F2＝0 B．F1＝F，F2＝0 C．F1＝0，F2＝F D．F1≠0，F2≠0
【思路点拨】对于摩擦力，应首先判定是静摩擦力还是滑动摩擦力。

【答案】C
【解析】本题首先要判断A、B间是否有静摩擦力存在，现在已知A、B间有正压力作用，若接触面光滑，则F1＝0．若接触面粗糙，则关键的问题是分析判断A、B间有无相对运动趋势，“趋势”是如果没有静摩擦力存在，它们要怎样相对运动，因为有静摩擦力存在，这个相对运动被阻止了，这种想要动而没有动起来的状态就叫“趋势”．因此，分析相对运动趋势就要先假定A、B间无静摩擦力，这样A在水平方向就不受任何外力了，A应该用原来的速度匀速前进，由题意知B也在匀速前进，谁也不超前，谁也不落后，也就是说，如果A、B间无静摩擦力它们也不会发生相对运动，即没有相对运动趋势，所以A、B间不存在静摩擦力，F1＝0.故正确选项为C．
【点评】对静摩擦力的理解要抓住“四个条件”和“五个无关”
(1)静摩擦力产生的条件
两物体相互接触、接触面粗糙、接触面有正压力、有相对运动趋势是静摩擦力产生的“四个条件”，此四个条件必须同时满足，缺一不可．
(2)静摩擦力方向、大小的“五个无关”
①静摩擦力是物体相对静止时受到的摩擦力，与物体是否处于静止状态无关．
②静摩擦力的方向跟相对运动趋势的方向相反，而与物体运动的方向无关.
③静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反，而与推力的方向无关．
④静摩擦力的值在零和最大静摩擦力之间，而与正压力的大小无关．
⑤最大静摩擦力和正压力成正比，而与物体的重力G的大小无关．
举一反三
【变式1】如图所示，当货物与倾角为 的传送带一起向上匀速运动时，(1)传送带受的是何种摩擦力？
(2)货、带间摩擦力对货物来说是动力还是阻力？
【答案】静摩擦力动力
【解析】货物随传送带一起沿“斜面”匀速上升，说明货物相对传送带静止，因此，传送带受的是静摩擦
力．如果货、带间没有摩擦力，传送带维持原来的速度匀速上行，货物在平行于传送带方向只受到重力的分力为G sin θ，方向与原来的运动方向相反，它将减速而跟不上传送带，所以货物相对传送带有向后运动的趋势，因而货物受到传送带的摩擦力是向前的，即沿传送带方向向上，正是这个静摩擦力与Gsin θ平衡，使货物匀速上升，而没有减速落下来，所以是动力．
【点评】部分同学受“研究物体机械运动时，参考系是可以任意选取的，一般选地面作参考系”的干扰，在判断相对运动时，参考系选错了，错误认为静摩擦力是物体相对地面处于静止状态时受到的摩擦力，错答(1)为传送带受的是滑动摩擦力，(2)货物受的摩擦力为阻力．
【变式2】如图所示，汽车B 以速度v 1行驶，某时刻车上的货物A 的速度为v 2（相对于地面），且v 1＝v 2．试分析以下三种情况下，A 所受的摩擦力方向：
(1) 汽车匀速前进；(2)汽车加速；(3)汽车减速.
【解析】取A 、B 为研究对象，因v 1＝v 2，故A 相对于B 静止．
(1)当车匀速前进时，A 、B 无相对运动趋势，故F AB ＝0．
(2)当车加速时，A 相对B 有向左运动的趋势，摩擦力方向向右．
(3)当车减速时，A 相对于B 有向右运动的趋势，摩擦力方向向左．
类型四、动态和极值问题分析
例4、如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA 固定不动，绳OB 在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳OB 由水平转至竖直的过程中，绳OB 的张力的大小将( )
A ．一直变大
B ．一直变小
C ．先变大后变小
D ．先变小后变大
【思路点拨】本题可以利用图解法求解。

【答案】D
【解析】在绳OB 转动的过程中物块始终处于静止状态，所受合力始终为零．图中为绳OB 转动过程中结点的受力示意图，从图中可知，绳OB 的张力先变小后变大．
本题另解：绳OB 中张力的变化是由于绳OB 的方向变化引起的，绳OB 的方向可由绳与水平方向的夹角θ来表示．这就意味着可以建立一个关于OB 中的张力F 随θ的函数关系，从该函数关系分析张力F 随θ的变化规律．如图所示为任一状态下力的图示，由正弦定理得
cos sin()
F G ααθ=+．
当0°≤θ≤90°时，F 随θ的增大而增大；当90°-α＜θ≤90°时，F 随θ的增大而减小；在这一类问题中，一般都可以建立力与角度的函数关系，通过函数关系中角度的变化来讨论力的变化规律．显然，利用函数分析的方法不如第一种解法简便．
【点评】本题之所以利用图解法求解，是因为变化过程中绳OC 中的张力不变，所以OA 与OB 拉力的合力不变，当OB 中张力的方向变化，而OA 中拉力方向不变时，三个力变化的特征可以在力的平行四边形中得到直观反映．
举一反三
【变式1】光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F 由底端缓慢拉到顶端的过程中,试分析绳的拉力F 及半球面对小球的支持力F N 的变化情况(如图所示).
【答案】F 减小,FN 不变
【解析】如图所示,作出小球的受力示意图,注意弹力F N 总与球面垂直,从图中可得到相似三角形.
设球体半径为R,定滑轮到球面的距离为h,绳长为L,根据三角形相似得:
,N F F mg mg L h R R h R
==++ 由以上两式得L F mg h R
=+ 绳中张力N F mg R h R
=+ 球面弹力F N =mg
由于拉动过程中h 、R 均不变,L 变小,故F 减小,F N 不变.
【变式2】如图所示，一物块受一恒力F 作用，现要使该物块沿直线AB 运动，应该再加上另一个力作用，
则加上去的这个力的最小值为( )
A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftanθ D．Fcotθ
【答案】B
【解析】物体虽只受两个力作用，但物体要沿直线AB运动，就意味着这两个力的合力的方向是不变的．可以看成是一个力(已知的力F)恒定，一个力(合力)的方向一定，另一个力(所求的力)的大小方向都不确定，可以利用力的图示法求解，如图所示可知，本题应选B．
类型五、整体和隔离分析法
【高清课程：平衡条件下的受力分析例题4】
例5、用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如右图所示.今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡.表示平衡状态的图可能是( )
【思路点拨】用整体法可判出上面绳的拉力方向，隔离b球可判出下面绳的拉力方向。

【答案】 A
【解析】以a、b两小球及它们间的连线为研究对象,因施加的恒力合力为零,重力竖直向下,故平衡时连接a与悬点的细线必竖直,且其拉力等于两球重力之和,所以A正确.再用隔离法分析:以b为研究对象,小球b 受三个力G b､F､T,如图所示,知F和T的合力F1=G b且竖直向上.
以a 为研究对象,小球a 受如图所示的G a ､F ､T 和与悬点相连的悬线拉力F 3(方向未知)四个力的作用,根据牛顿第三定律知T=T 1,根据力的合成知F 和T 的合力F 2=F 1且方向竖直向下,所以F 2和G a 的合力竖直向下,因此根据平衡条件知平衡时连接a 与悬点的细绳拉力F 3必定竖直向上.同样得正确选项为A.由此可见隔离法不如整体法简便.
举一反三
【变式】如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量为m 1和m 2的木块1和2，中间用一原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ．现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起做匀速运动时两木块之间的距离是
( )
A ．1L m g k μ+
B ．12()L m m g k μ++
C ．2L m g k μ+
D ．1212m m L g k m m μ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭ 【答案】A
【解析】对木块m 1，水平方向受滑动摩擦力f F 、弹簧弹力F 的作用做匀速运动，两力平衡，由于f F N μ=，N ＝m 1g ，则1f F m g μ=；又因为胡克定律F ＝kx ，所以1m g kx μ=，则有1/x m g k μ=，故两木块间距离为1m g
L x L k μ+=+，所以选项A 正确．
【巩固练习】
一、 选择题：
1.如图所示，位于斜面上的物块M 在沿斜面向上的力F 作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的
( )
A ．方向可能沿斜面向上
B ．方向可能沿斜面向下
C ．大小可能等于零
D ．大小可能等于F
2. 如图所示，用水平方向的力F 将重为G 的木块压在竖直的墙壁上，使木块保持静止，下列判断中正确的是( )
A ．由木块已静止，可知F ＜G
B ．由木块已静止，可知F ＝G
C ．如果压力F 增大，木块与墙壁之间的静摩擦力也增大
D ．如果压力F 增大，木块与墙壁之间的静摩擦力仍不变
3.在下图中，a 、b 两物体表面光滑，且a 、b 两物体均静止，a 、b 间一定有弹力的是
( )
4.如图所示，木块放在水平地面上，在F ＝8N 的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1 m/s ，则下列说法中正确的是
( )
A ．以1m/s 的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8N
B ．当木块以2m/s 的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8N
C ．当水平拉力F ＝20N 时，木块受到的摩擦力为20N
D ．将水平拉力F 撤去，木块速度越来越慢，是因为木块受到的摩擦力越来越大
5.如图所示，一物块受一恒力F 作用，现要使该物块沿直线AB 运动，应该再加上另一个力作用，则加上去的这个力的最小值为
( )
A ．Fcos θ
B ．Fsin θ
C ．Ftan θ
D ．Fcot θ
6. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O 点的连线与水平线夹角α＝60°．两个球的质量比21m m 为( )
A ．3
B ．3
C ．2
D ．2
7.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有一滑轮，两物块P 、Q 用跨过滑轮的轻绳连接(不计滑轮的质量和摩擦)，P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推Q 时，P 、Q 仍静止不动，则( )
A ．Q 受到的摩擦力一定变小
B ．Q 受到的摩擦力一定变大
C ．轻绳上的拉力一定变小
D ．轻绳上的拉力一定不变
二、填空题：
1．物体放在光滑的水平面上，在大小为40N 的水平力F 的作用下，由静止由西向东方向运动，现要用F 1、F 2两水平共点力代替F 的作用．已知F 1方向东偏北30°，此时F 2的大小不能小于________N ．
2．)如图所示，小船用绳牵引，设水对船的阻力不变，在小船匀速靠岸过程中，船受绳子的拉力________，船受的浮力________，船受的合力________．
三、计算题：
1. 跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各拴一个物体，如图所示．物体A 和B 重均为20N ，水平拉力F ＝12N ．若物体A 和B 均处于静止状态，试分析物体A 和B 的受力情况，画出受力的示意图，并计算各力的大小．
2. 如图所示，在一个V 形槽中有一个重为G ＝100 N 的粗细均匀的圆柱体，槽两侧底角均为α＝60°．圆柱体与槽之间的动摩擦因数μ＝0.2．要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动，沿水平轴线方向的水平推力F 应为多大?
3．用细绳AC 和BC 吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图所示，AC 绳能承受的最大拉力为150N ，BC 绳能承受的最大拉力为100 N ，为使绳子不断开，所吊重物的质量不得超过多少?(g 取10N/kg)
【答案与解析】
一、 选择题：
1.ABCD
解析:在斜面方向上，M 所受重力沿斜面向下的分力为G sin θ、静摩擦力f 、沿斜面向上的推力F 三个力作用而平衡，取沿斜面向上为正方向，由平衡条件得F Gsin f 0-θ+＝，所以可求得f Gsin F θ-＝． 当Gsin F θ＞时，f ＞0． 当Gsin F θ＜时，f ＜0．
当Gsin F θ＝时，f ＝0． 当Gsin 2F θ＝时，f ＝F ．
2. D
解析:因为木块相对墙静止，所以墙对木块的摩擦力是静摩擦力，它不总是等于0N F μ．事实上，用F 推木块，木块静止，说明木块的重力G 没有超过墙给木块的最大静摩擦力，这时木块平衡，实际的静摩擦力应等于木块的重力G ，将推力F 增大，墙壁能提供的最大静摩擦力将更大，木块肯定不会下滑，所以墙壁给木块的静摩擦力仍等于G 而不变，故选项D 正确．
3. B
解析：若将a 撤掉，A 、C 、D 中b 的状态不变，则知A 、C 、D 中，a 、b 间不存在弹力，而B 中的b 状态将变化，故B 中a 、b 间一定存在弹力．
4. A
解析：竖直方向上，木块的重力与地面时木块的支持力始终平衡．
水平方向上，木块向右做匀速直线运动时，拉力F 与滑动摩擦力F ′平衡，故F ′＝F ＝8N ，且滑动摩擦力方向向左．
当F ＝20N 时，因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化，故滑动摩擦力不变，仍为8N ．注意此时F ＞F ′，木块向右做加速运动．同理，当木决速度为2m/s 及木块速度越来越慢时，滑动摩擦力的大小仍为8N ．故答案应选A ．
5. B
解析:物体虽只受两个力作用，但物体要沿直线AB 运动，就意味着这两个力的合力的方向是不变的．可以
看成是一个力(已知的力F)恒定，一个力(合力)的方向一定，另一个力(所求的力)的大小方向都不确定，可以利用力的图示法求解，如图所示可知，本题应选B．
6. A 解析:m1
重力按效果分解如图所示，由几何关系有1
2cos30
T N
m g
F F
===
°
，又
2
T
F m g
=
，故
2
1
3
m
m
=．
7. D
解析:解法一(直接判断法)：由于两物块一直处于静止状态，所以轻绳上的拉力大小总与P物块的重力大小相等，因此选项D正确；因为Q和P两物块的质量、斜面的倾角未确定，所以Q物块所受静摩擦力方向无法确定．又由于水平向左的恒力大小未知，所以Q物块相对斜面的运动趋势也无法确定，因此不能判定Q物块所受摩擦力的大小变化情况．
解法二(假设法)：假设开始时Q的重力沿斜面方向的分量与P的重力大小相等，则Q不受摩擦力，因此选项A错误；假设开始时Q所受摩擦力的方向沿斜面向上，则选项B错误；同理，选项C错误，因此只有选项D正确．
二、填空题
1．20
解析：要F2最小，必须垂直于F1，根据力的矢量三角形关系，可算出F2必须大于20 N．
2．增大减小不变
解析：设绳拉船力为F1，与水平方向成角θ，船受浮力为F2，阻力为F3，由于船匀速靠岸，船靠岸过程中，
θ角变大，故F1增大，F2减小，F
合
不变．
三、计算题：
1.答案见解析
解析：根据各种力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体的受力情况，针对静摩擦力是被动力的特点，判断物体A所受静摩擦力的方向．
物体受力情况如图所示．物体A和B均处于静止状态，它们所受合力均为零，物体B受重力G B和拉力F'，G B＝F′＝20N．物体A受重力G A＝20N，水平拉力F＝12N，绳子拉力F′＝20N，水平面支持力F N＝C A-F′sin30°＝10N，F′水平分力为F′cos30°＝17N．由于方向向左的F′水平分力比方向向右的水平拉力F 大5N，所以物体A还受到5N的静摩擦力作用，其方向应该向右，即图中的F″为向右的静摩擦力．
2．40N
解析：把圆柱体的重力沿垂直两侧槽面分解，得压力122cos N N G F F α==，匀速推动时的推力12cos N N G
F F F μμμα=+=．代入数值得F ＝40N ．
3．
解析：设重物质量为m ，将重物所受的重力G 分解为图示的两个分力：1cos 302F G mg ==°，21
sin 302F G mg ==°．
又由数学关系知12F =，
若F 1＝150 N ，则
2100N F ==<．
则重物质量不得超过
m ===．。