Question

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______．

Answer 1

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°=．
（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F_min=Gsin30°=2.5N．
答：（1）F大小为．
（2）外力F可能的方向如图．
（3）所用外力的最小值为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．
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．