如图所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球,球处于静止状态,现对球施加一个方向始终保持水平的外力F,使球缓慢地移动,在移动过程中的每一时刻,均可认为球处

发布时间:2020-08-08 04:02:41

如图所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球,球处于静止状态,现对球施加一个方向始终保持水平的外力F,使球缓慢地移动,在移动过程中的每一时刻,均可认为球处于平衡状态,如果轻绳可以承受的拉力FT的最大值为2G,设绳与竖直方向夹角为θ求:
(1)外力F的取值范围;
(2)在F-tgθ坐标系中画出外力F与tgθ的关系图象.

网友回答

解:(1)钢球的受力情况如图所示.
由平衡方程F合=0,有
? F=Gtanθ
当θ=0时,F=0
当Fr=2G时,F=(-G2)=G
此时,θ=30°
所以,F的取值范围为0≤F<G
(2)F与tanθ的关系图象如图.
答:
(1)外力F的取值范围为0≤F<G;
(2)所画图象如图所示.
解析分析:(1)分析钢球的受力情况,由平衡条件得出轻绳的拉力与θ的关系,由数学知识求解外力的最大值,即可求得外力F的取值范围;
(2)由平衡条件得出F与tanθ 的关系式,画出F与tanθ的关系图象.

点评:本题考查运用数学求极值的方法分析拉力的最大值,由平衡条件得到外力的函数解析式是关键.
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