题目内容
如图所示,用一根长为L的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹370角且小球A保持静止状态,则需对小球施加第三个力,下列说法( )
A、等于
| ||
B、等于
| ||
C、等于mg时,一定竖直向上 | ||
D、以上说法均不正确 |
分析:小球A处于静止,受力平衡,分析受力情况,用作图法得出对小球施加的力最小的条件,再由平衡条件求出力的最小值,再分析所施加第三个力的可能性.
解答:解:以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图,根据作图法分析得到,当小球施加的力F垂直于细绳向上时,所用的力F最小.
根据平衡条件得,F的最小值为:Fmin=Gsin37°=
mg;
当F水平向右时有:F=mgtan37°=
mg,根据几何关系可知,当F=
mg时,F的方向也可能在图2方向上;
当F=mg,F可能竖直向上,也可能斜向右下方,故D正确,ABC错误.
故选:D
根据平衡条件得,F的最小值为:Fmin=Gsin37°=
3 |
5 |
当F水平向右时有:F=mgtan37°=
3 |
4 |
3 |
4 |
当F=mg,F可能竖直向上,也可能斜向右下方,故D正确,ABC错误.
故选:D
点评:本题物体平衡中极值问题,关键是确定极值条件,本题采用图解法得到力最小的条件,也可以运用数学函数法求解极值.
练习册系列答案
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如图所示,用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0<<L,先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦.下列说法正确的是( )
A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a | B、金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a | C、金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 | D、金属线框最终将停在最低点 |