精英家教網(wǎng)如圖所示,用一根長為L的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向夾370角且小球A保持靜止?fàn)顟B(tài),則需對小球施加第三個(gè)力,下列說法( 。
A、等于
3
4
mg
時(shí),一定水平向右
B、等于
4
5
mg
時(shí),一定垂直于細(xì)繩斜向右上
C、等于mg時(shí),一定豎直向上
D、以上說法均不正確
分析:小球A處于靜止,受力平衡,分析受力情況,用作圖法得出對小球施加的力最小的條件,再由平衡條件求出力的最小值,再分析所施加第三個(gè)力的可能性.
解答:精英家教網(wǎng)解:以小球?yàn)檠芯繉ο,分析受力,作出力圖如圖,根據(jù)作圖法分析得到,當(dāng)小球施加的力F垂直于細(xì)繩向上時(shí),所用的力F最。
根據(jù)平衡條件得,F(xiàn)的最小值為:Fmin=Gsin37°=
3
5
mg;
當(dāng)F水平向右時(shí)有:F=mgtan37°=
3
4
mg,根據(jù)幾何關(guān)系可知,當(dāng)F=
3
4
mg時(shí),F(xiàn)的方向也可能在圖2方向上;
當(dāng)F=mg,F(xiàn)可能豎直向上,也可能斜向右下方,故D正確,ABC錯(cuò)誤.
故選:D
點(diǎn)評:本題物體平衡中極值問題,關(guān)鍵是確定極值條件,本題采用圖解法得到力最小的條件,也可以運(yùn)用數(shù)學(xué)函數(shù)法求解極值.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?江蘇模擬)如圖所示,用一根長為L的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向夾30°角且繃緊,小球A處于靜止,則需對小球施加的最小力等于( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,用一根長為L質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點(diǎn)連接并懸掛于O點(diǎn),懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且d0《L.先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進(jìn)入磁場,忽略空氣阻力和摩擦.下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,用一根長為L質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn),懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且d0<<L,先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進(jìn)入磁場,忽略空氣阻力和摩擦.下列說法正確的是( 。
A、金屬線框進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→aB、金屬線框離開磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→aC、金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D、金屬線框最終將停在最低點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,用一根長為l=1m的細(xì)線,一端系一質(zhì)量為m=1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端固定在一光滑錐體頂端,錐面與豎直方向的夾角θ=37°,當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω時(shí),細(xì)線的張力為T。求(取g=10m/s2,結(jié)果可用根式表示):

       (1)若要小球離開錐面,則小球的角速度ω0至少為多大?

       (2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°,則小球的角速度ω為多大?

       (3)細(xì)線的張力T與小球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度ω有關(guān),請?jiān)谧鴺?biāo)紙上畫出ω的取值范圍在0到ω之間時(shí)的Tω2的圖象(要求標(biāo)明關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值)。

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