Question

如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長為L的細(xì)線懸掛在天花板上，現(xiàn)加一大小恒定的水平向右的風(fēng)力后，小球的懸線擺動時偏離豎直方向的最大偏角為α，試求風(fēng)力的大小．
某同學(xué)解答如下：因為懸線的最大偏角為α，此時小球受到重力mg、風(fēng)力F和細(xì)線的拉力T的作用，由共點力平衡條件得：F=mg tanα．
你認(rèn)為他的解答是否正確？若認(rèn)為正確，試求出小球運(yùn)動過程中的最大速度，若認(rèn)為不正確，試說明理由，并求出正確答案．

Answer 1

分析：在恒定風(fēng)力作用下，小球向右擺，擺線的最大偏角處不是平衡位置，所以根據(jù)平衡條件求風(fēng)力是不正確的．
正確的解法應(yīng)根據(jù)動能定理求風(fēng)力．

解答：解：不正確，因為最大偏角處不是小球的平衡位置．
正確解答是：
由動能定理得：FLsinα=mgL（1-cosα），
所以F=mg

1-cosα

sinα

答：該同學(xué)的解答不正確，因為最大偏角處不是小球的平衡位置．
正確解答是：風(fēng)力為mg

1-cosα

sinα

．

點評：本題關(guān)鍵判斷出小球平衡位置，然后對加速過程運(yùn)用動能定理列式計算．