如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）．重力加速度為g，求：
（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時(shí)小球的受力圖，并求力F的大��；
（2）改變拉力F的方向，保持小球靜止且輕繩與豎直方向的夾角為α不變，求拉力的最小值Fmin及其方向．
分析：（1）小球受重力、繩子的拉力和水平拉力平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出力F的大�。�
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)的速度，再根據(jù)牛頓第二定律，小球重力和拉力的合力提供向心力，求出繩子拉力的大小
解答：解：（1）根據(jù)平衡條件受力分析如圖1，應(yīng)滿足Tcosα=mg，Tsinα=F，
拉力大小F=mgtanα；
（2）如圖2，當(dāng)拉力F與繩子的作用力垂直時(shí)向上時(shí)，有最小力，所以：
Fmin=mgsinα
答：（1）力F的大小為mgtanα．
  （2）改變拉力F的方向，保持小球靜止且輕繩與豎直方向的夾角為α不變，求拉力的最小值Fmin=mgsinα，與繩子的作用力垂直時(shí)向上．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了共點(diǎn)力平衡，牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律，難度不大，關(guān)鍵搞清小球在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）． 由圖示位置無(wú)初速度釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對(duì)小球的拉力．（不計(jì)空氣阻力）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2008?韶關(guān)一模）如圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的體積可忽略的小重物B．桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的A點(diǎn)．同時(shí)，置于同一水平面上的立方體C恰與B接觸，立方體C的質(zhì)量為M．今做微小的擾動(dòng)，使桿向右傾倒，設(shè)B與C、C與水平面間均無(wú)摩擦，而B與C剛脫離接觸的瞬間，桿與地面夾角恰好為
π
6
．求B與C的質(zhì)量之比
m
M
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?北京）如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）．
（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時(shí)小球的受力圖，并求力F的大��；
（2）由圖示位置無(wú)初速釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對(duì)小球的拉力．不計(jì)空氣阻力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?西城區(qū)二模）如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球．整個(gè)裝置處于水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為
3mg4q
的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．
（1）求小球在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力大小F；
（2）當(dāng)小球處于圖中A位置時(shí)，保持靜止?fàn)顟B(tài)．若剪斷細(xì)繩，求剪斷瞬間小球的加速度大小a；
（3）現(xiàn)把小球置于圖中位置B處，使OB沿著水平方向，輕繩處于拉直狀態(tài)．小球從位置B無(wú)初速度釋放．不計(jì)小球受到的空氣阻力．求小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?虹口區(qū)二模）如圖所示，長(zhǎng)度為l的絕緣輕桿一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球，整個(gè)裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=
mg
q
．現(xiàn)將小球從最低點(diǎn)A處由靜止釋放，則輕桿可以轉(zhuǎn)過的最大角度為
90°
90°
．若在輕桿的中點(diǎn)施加一個(gè)始終垂直于桿的作用力F，F(xiàn)的大小始終保持為2mg，將小球從圖中的B處由靜止釋放后，作用力F的最大功率Pm=
mg
gl(2+
π
2
-2
2
)
mg
gl(2+
π
2
-2
2
)
．

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