如图所示,重物G用细绳悬挂于P点,外力F作用于细绳上的O点,其方向与水平方向成β角,PO绳与竖直方向的夹角为α,若保持α角大小不变,欲使重物G静止,F值为最小时β角的大小是(  )A. 0B. α2C. αD. π2

问题描述:

如图所示,重物G用细绳悬挂于P点,外力F作用于细绳上的O点,其方向与水平方向成β角,PO绳与竖直方向的夹角为α,若保持α角大小不变,欲使重物G静止,F值为最小时β角的大小是(  )
A. 0
B.

α
2

C. α
D.
π
2

对结点受力分析,受下面绳子的拉力等于G,OP绳子的拉力T以及拉力F,三力平衡,将绳子的拉力T和拉力F合成,其合力与重力平衡,如图

当拉力F与绳子的拉力T垂直时,拉力F最小,由几何知识知:β=α;
故选:C.
答案解析:对结点受力分析,其中重力大小和方向都不变,绳子的拉力方向不变大小变,拉力F的大小和方向都变,根据共点力平衡条件,利用平行四边形定则作图可以得出拉力最小时F与水平方向的夹角.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
知识点:本题是三力平衡问题中的动态分析问题,其中一个力大小和方向都不变,一个力方向不变、大小变,第三个力的大小和方向都变,根据共点力平衡条件,集合平行四边形定则作出力的图示,得到未知力的变化情况.