Question

如图所示，轻绳悬挂一质量为m的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静止在绳子与竖直方向成60°角的位置

如图所示，轻绳悬挂一质量为m的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静止在绳子与竖直方向成60°角的位置上，重力加速度为g．（1）若F为水平方向，求F的大小；（2）若要使F的取值最小，求F的大小和方向．

Answer 1

（1）由图可知，拉力及重力的合力与F大小相等方向相反，由几何关系可知：
F=mgtan60°=

3

mg；

（2）由于细线的拉力的方向不变，重力的大小、方向均不变；而细线拉力与F的合力一定与重力大小相等，方向相反，
由图利用几何关系可知当力的方向与拉力方向垂直时F有最小值：
F_min=mgsin60°=

3

2

mg
方向为与水平方向成60°斜向上

答：（1）F为水平方向时，F为

3

mg；
（2）F的最小值为

3

2

mg，方向与水平方向成60度角斜向上．