问题 问答题

如图所示,将质量分布均匀、重量为G、半径为R的光滑圆球,用长度也为R的细绳拴在竖直墙壁上.要求得绳子对球的拉力FT和墙对球的支持力FN,通常有力的合成、力的分解和正交分解三种方法.请你:

(1)画出这三种求解方法的力的图示.在力的合成方法中,要说明合力是哪两个力的合力,在力的分解中,请对重力进行分解;

(2)从三种方法中任选一种方法,解出绳子对球的拉力FT和墙对球的支持力FN的大小.

答案

(1)力的示意图如下:第一个图是合成法:作出G和支持力FN的合力,与拉力FT等值、反向.

第二个力图是分解法,将重力按作用效果进行分解;

第三个图是正交分解法.

(2)以力的合成为例

从题目所给条件可知,倾角θ=30°,由直角三角形知识可得

  FN=Gtanθ=

3
3
G

  FT=F=

G
cosθ
=
2
3
G
3

答:(1)画出这三种求解方法的力的图示如图.

(2)绳子对球的拉力FT和墙对球的支持力FN的大小分别为:

3
3
G和
2
3
3
G

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