如图甲所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一刻,都可以认为球处于平衡状态,如果外力F方向始终水平,最大值为2G,试求:
(1)轻绳张力FT的大小取值范围;
(2)在乙图中画出轻绳张力与cosθ的关系图象。
如图甲所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一刻,都可以认为球处于平衡状态,如果外力F方向始终水平,最大值为2G,试求:
(1)轻绳张力FT的大小取值范围;
(2)在乙图中画出轻绳张力与cosθ的关系图象。
(1)
(2)如图
(1)当水平拉力F=0时,轻绳处于竖直位置时,绳子张力最小
当水平拉力F=2G时,绳子张力最大:
因此轻绳的张力范围是:
(2)设在某位置球处于平衡状态,由平衡条件得
所以即
,得图象如图。