如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2.0kg的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静...

如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2.0kg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°的位置上，g=10m/s²．
（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．

（1）对小球受力分析可知小球应在重力、拉力及F的作用下处于平衡状态；根据共点力的平衡条件可求得F的大小；（2）拉力及重力的合力应与F大小相等方向相反，根据力的合成作出平行四边形，由几何关系可得出F的最小值的大小及方向．【解析】（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=mgtan30°=20N；（2）由于拉力的方向不变，重力的大小、方向均不变；而拉力与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： Fmin=mgsin60°=10N 方向为与水平方向成60斜向上答：（1）F为水平方向时，拉力为20N；（2）拉力的最小值为10N，方向与水平方向成60度角斜向上．

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考点分析：

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试题属性

题型：解答题
难度：中等