如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2.0kg的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静止在绳子与竖直方向成60°的位置上，g=10m/s2． （1）若F为水平方向，求F的大小； （2）若要使F的取值最小，求F
问题描述：
如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2.0kg的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静止在绳子与竖直方向成60°的位置上，g=10m/s2．
（1）若F为水平方向，求F的大小；
（2）若要使F的取值最小，求F的大小和方向．
答
（1）由图可知，拉力及重力的合力与F大小相等方向相反，
由几何关系可知：
F=mgtan60°=20
N；
3
（2）由于拉力的方向不变，重力的大小、方向均不变；而拉力与F的合力一定与重力大小相等，方向相反，
由图利用几何关系可知当力的方向与拉力方向垂直时F有最小值：
Fmin=mgsin60°=10
N
3
方向为与水平方向成60°斜向上
答：（1）F为水平方向时，F为20
N；（2）F的最小值为10
3
N，方向与水平方向成60度角斜向上．
3