(2006•南京模拟)如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端栓一个重为G的钢球A,O点到球心的距离为l,开始时球悬垂静止
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解题思路:(1)F从开始增大到2G的过程中,轻绳张力T逐渐增大,当球悬垂静止时,轻绳的张力最小;当F增大到2G时,张力最大,分析小球的受力,根据平衡条件求解张力的最小值和最大值,得到范围.

(2)根据动能定理列式求力F做功,并根据数学知识求出α角.

(1)球悬垂静止时,轻绳的张力最小,最小值为Tmin=G;

设F增大到2G时,轻绳与竖直方向的夹角为α,如图,根据平衡条件得:

轻绳张力的最大值为Tmax=

G2+(2G)2=

5G

故轻绳张力T的大小范围为G≤T≤

5G.

(2)则tanα=[2G/G]=2

由数学知识得 cosα=

5

5

F从开始增大到2G的过程中,由动能定理得:

W-Gl(1-cosα)=0

则得F与T的合力做功大小为:W=Gl(1-cosα)=Gl(

5−

5

5)

答:

(1)轻绳张力T的大小范围为G≤T≤

5G.

(2)力F做功为为

(5−

5)Gl

点评:

本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

考点点评: 本题是动态平衡问题,运用平衡条件求解张力.由于T和F的合力是变力,应选择动能定理求做功.