Question

如圖所示，一個重為5N的砝碼，用細線懸掛在O點，現在用外力F拉砝碼，使懸線偏離豎直方向30°時處于靜止狀態，
（1）若所用外力F水平向右，則F大小為
（2）在圖上畫出可能的外力F的方向．（用陰影線表示范圍）
（3）所用外力的最小值為

2.5N

．

Answer 1

分析：（1）分析物體受力情況，作出力圖，由平衡條件求解F的大小．
（2）物體要處于靜止狀態，受力必須平衡，拉力F與細線的拉力的合力與重力必須大小相等、方向相反．畫出可能的外力F的方向．
（3）當F與細線垂直時，F最小，由平衡條件求解F的最小值．

解答：解：（1）分析物體受力情況，作出力圖，如圖1．由平衡條件得：F=Gtan30°=

5 3

3

N．
（2）物體要處于靜止狀態，受力必須平衡，合力必須為零，則拉力F與細線的拉力的合力與重力必須大小相等、方向相反，外力F可能的方向如圖2．
（3）根據數學知識得知，當F與細線垂直時，F最小，由平衡條件得
  F的最小值為F_min=Gsin30°=2.5N．
答：（1）F大小為

5 3

3

N．
（2）外力F可能的方向如圖．
（3）所用外力的最小值為2.5N．

點評：本題分析物體的受力情況，作出力圖是關鍵，也可以運用圖解法分析外力F的變化情況，確定出F的最小值．