Question

如图甲所示，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，试求：

（1）轻绳张力F_T的大小取值范围；

（2）在乙图中画出轻绳张力与cosθ的关系图象。 

Answer 1

（1）

（2）如图

 

解析:

（1）当水平拉力F=0时，轻绳处于竖直位置时，绳子张力最小

当水平拉力F=2G时，绳子张力最大：

因此轻绳的张力范围是：

（2）设在某位置球处于平衡状态，由平衡条件得

所以即，得图象如图。