问题 问答题

如图所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一刻,都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终水平,最大值为2G,试分析

(1)轻绳张力T的大小取值范围.

(2)在图中画出轻绳张力T与cosθ的关系图象.

答案

(1)当水平拉力F=0时,轻绳处于竖直位置时,绳子张力最小T1=G

当水平拉力F=2G时,绳子张力最大T2=

G2+(2G)2
=
5
G

因此轻绳的张力范围是:G≤T≤

5
G

(2)设在某位置球处于平衡位置,受力如右图所示:

由平衡条件得

Tcosθ=G

所以T=

G
cosθ

T∝

1
cosθ

得图象如图所示.

答:(1)轻绳张力T的大小取值范围为G≤T≤

5
G

(2)轻绳张力T与cosθ的关系图象如上图所示.

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题