如图所示,质量为m的小球用一根细线悬挂在O点,用一个水平力作用在小球上,使细线与竖直方向成30°角时小球静止,求: (1)水平拉力的大小. (2)若使小球静止在原位置,作用于小球

问题描述:

如图所示,质量为m的小球用一根细线悬挂在O点,用一个水平力作用在小球上,使细线与竖直方向成30°角时小球静止,求:

(1)水平拉力的大小.
(2)若使小球静止在原位置,作用于小球的力可以沿不同的方向,则这个力与水平方向成多大的角度时,这个力最小?最小值为多大?

(1)小球静止时,受到重力mg、细线的拉力T和水平拉力F,小球的合力为零,则有
    水平方向:F=Tsin30°
    竖直方向:Tcos30°=mg
联立得 F=mgtan30°=

3
3
mg
(2)由右图分析可知,当F与细线垂直时F最小,即F与水平方向成30°斜向上时,F最小        
   Fmin=mgsin30°=
1
2
mg
 
答:
(1)水平拉力的大小为=
3
3
mg

(2)力与水平方向成30°的角度时,这个力最小,最小值为
1
2
mg