Question

如圖所示，一根輕繩上端固定在0點，下端拴一個重為G的鋼球，球處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對球施加一個方向始終保持水平的外力F，使球緩慢地移動，在移動過程中的每一時刻，均可認為球處于平衡狀態(tài)，如果輕繩可以承受的拉力F_T的最大值為2G，設(shè)繩與豎直方向夾角為θ。求：

(1)外力F的取值范圍；

(2)在F-tan θ坐標(biāo)系中畫出外力F與tan θ的關(guān)系圖像。

Answer 1

解：鋼球的受力情況如圖所示。

由平衡方程F合=0有F=Gtg θ

當(dāng)θ=0時，F(xiàn)=0

當(dāng)F_T=2G時，F(xiàn)=(-G²)=G

此時，θ=30°

所以，F(xiàn)的取值范圍為0≤F＜G

F與tgθ的關(guān)系圖像如圖