Question

用輕質細線把兩個質量未知的小球懸掛起來，如圖5-20所示，今對小球a持續施加一個向左偏下30°的恒力，并對小球b持續施加一個向右偏上30°的同樣大的恒力，最后達到平衡，表示平衡狀態的圖可能是（    ）

圖5-20

圖5-21

Answer 1

解析：（方法一）用整體法求解

    以a、b兩球及連接a、b球間的繩為一系統，因為施加在a、b兩球上的兩個恒力F等值反向，所以這兩個力的合力為零，整個系統處于靜止狀態.由于它們所受重力是豎直向下的，所以連接懸掛點及a球的那段繩也必然是豎直的，所以，四個圖中只有A圖正確.

（方法二）用隔離法求解

    我們也可以用隔離法對a、b小球進行受力分析，也會得到同樣的結論.以C圖為例，列出兩小球的水平平衡方程（β為上段繩與豎直方向夾角，α為下段繩子與水平方向夾角）：

    對a：F₁cos30°=T₁sinβ+T₂·cosα

    對b：F₂cos30°=T₂cosα

    因為F₁=F₂,所以T₁·sinβ=0

    而T₁≠0，所以β=0°，故只有A圖正確.

答案：A