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如图所示,重为G的小球A,用一根长为L的细绳悬吊起来放在半径为R的光滑固定球面上,由悬点O′到球面的最短距离O′C=s,问:
(1)小球对球面的压力为多大?
(2)细线的拉力为多大?
分析:以小球为研究对象,分析小球的分力情况,根据共点力的平衡条件,由几何关系可得出小球受支持力和细线的拉力; 由牛顿第三定律可得出小球对球面的压力.
解答:解:对小球受力分析如图所示:由图可知,小球受力中的△ATG'≌△OAO′,则有:
F
O′A
=
T
OA
=
G
OO′

小球受到的支持力F=
O′A
OO′
G
=
L
s+R
G;
由牛顿第三定律可得,小球对球面的压力为T'=T=
L
s+R
G
细线的拉力为F'=F=
OA
OO′
G=
R
s+L
G;
答:(1)小球对球面的压力为
L
s+R
G;
    (2)细线对小球的拉力为
R
s+L
G.
点评:本题考查共点力的平衡条件的应用,注意几何关系应由相似三角形求出.
思考:若O'有一半径非常小的定滑轮,在拉动绳子使小球A向上滑动的过程中,分析二力的变化.
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FL
G
FL
G
.如果要求维持上述平衡状态的作用力最小(力的作用点和方向均可以改变),则该最小作用力为
Fcosθ
Fcosθ

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