题目内容

3.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角θ=30°,如图所示,则F的大小(  )
A.可能为$\sqrt{2}$mgB.可能为mgC.可能为$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgD.可能为$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg

分析 以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件,分析F的范围,确定其可能的值.

解答 解:以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,作出F在三个方向时整体的受力图,如图所示.
根据平衡条件得知:F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值为:
  Fmin=2mgsinθ=mg.
当F竖直向上时,F=2mg;当F水平向右时,由平衡条件得F=2mgtanθ=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$mg
则F的范围为:2mg≥F≥mg,所以F可能为$\sqrt{2}$mg、mg,不可能为$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg和$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg,故AB正确,CD错误;
故选:AB

点评 本题是隐含的临界问题,关键要运用图解法确定出F的范围,再进行选择.

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