问题
问答题
如图所示，一根轻绳上端固定在O点、下端栓一个重为G的钢球A，O点到球心的距离为l，开始时球悬垂静止．现对球施加一个方向始终水平向右的力F，使球缓慢偏移，移动过程的每一时刻都可认为球处于平衡状态，F从开始至增大到2G过程中
（1）求轻绳张力T的大小范围．
（2）求力F做功为多少？
答案
（1）球悬垂静止时，轻绳的张力最小，最小值为Tmin=G；
设F增大到2G时，轻绳与竖直方向的夹角为α，如图，根据平衡条件得：
轻绳张力的最大值为Tmax=
=G2+(2G)2
G5
故轻绳张力T的大小范围为G≤T≤
G．5
（2）则tanα=
=22G G
由数学知识得 cosα=5 5
F从开始增大到2G的过程中，由动能定理得：
W-Gl（1-cosα）=0
则得F与T的合力做功大小为：W=Gl（1-cosα）=Gl（
）5- 5 5
答：
（1）轻绳张力T的大小范围为G≤T≤
G．5
（2）力F做功为为
．(5-
)Gl5 5