题目内容

如图所示,一个重为5N的砝码,用细线悬挂在O点,现在用外力F拉砝码,使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态,
(1)若所用外力F水平向右,则F大小为
(2)在图上画出可能的外力F的方向.(用阴影线表示范围)
(3)所用外力的最小值为
2.5N
2.5N
分析:(1)分析物体受力情况,作出力图,由平衡条件求解F的大小.
(2)物体要处于静止状态,受力必须平衡,拉力F与细线的拉力的合力与重力必须大小相等、方向相反.画出可能的外力F的方向.
(3)当F与细线垂直时,F最小,由平衡条件求解F的最小值.
解答:解:(1)分析物体受力情况,作出力图,如图1.由平衡条件得:F=Gtan30°=
5
3
3
N

(2)物体要处于静止状态,受力必须平衡,合力必须为零,则拉力F与细线的拉力的合力与重力必须大小相等、方向相反,外力F可能的方向如图2.
(3)根据数学知识得知,当F与细线垂直时,F最小,由平衡条件得
  F的最小值为Fmin=Gsin30°=2.5N.
答:(1)F大小为
5
3
3
N

(2)外力F可能的方向如图.
(3)所用外力的最小值为2.5N.
点评:本题分析物体的受力情况,作出力图是关键,也可以运用图解法分析外力F的变化情况,确定出F的最小值.
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