如图A-9(甲)所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一重为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态.如果外力F的方向始终水平,最大值为2G,试分析:(1)轻绳张力T的大小取值范围;(2)在图A-9(乙)中画出轻绳张力T与cosθ的关系图象.
如图A-9(甲)所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一重为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态.如果外力F的方向始终水平,最大值为2G,试分析:(1)轻绳张力T的大小取值范围;(2)在图A-9(乙)中画出轻绳张力T与cosθ的关系图象.
(1)当水平拉力F=0时,轻绳处在竖直位置,此时轻绳的张力T1=G;当水平拉力F=2G时,由平衡条件求得轻绳的张力T2==
G,因此轻绳的张力范围为G≤T≤
G.
(2)球的各位置均处于平衡状态,由平衡条件得Tcosθ=G,即T=,T与cosθ成反比,图象如图1所示.