Question

如圖所示，將兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶電荷量分別為+q、-q的小球a、b用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，置于水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用力F拉小球a，使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，且懸線與豎直方向 夾角為30°．則F的大小可能為（　　）

• A、

  3

  3

  mg
• B、

  3

  2

  mg
• C、mg
• D、

  mg

  2

Answer 1

分析：本題中a、b所受電場(chǎng)力平衡，故可以不用考慮，而整體所受的三個(gè)力中重力為恒力，oa繩的拉力的方向保持不變，而F的大小和方向都可以發(fā)生變化，故本題應(yīng)利用圖解法處理．通過(guò)作圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)F與T垂直時(shí)F最小，其最小值為F_min=2mgsin30°=mg．

解答：解：以整體為研究對(duì)象則整體所受的電場(chǎng)力相互抵消，故可以不用考慮，即相當(dāng)于整體僅受三個(gè)力：重力2mg、細(xì)繩的彈力T、拉力F．由于重力2mg恒定，T方向保持不變大小可以發(fā)生變化，而F大小和方向均可發(fā)生變化，故可以用圖解法理．如圖所示，由圖可知隨F與豎直方向的夾角的變化F的大小發(fā)生變化，當(dāng)F與T垂直時(shí)，F(xiàn)最小，F(xiàn)_min=2mgsin30°=mg．故C正確．
故選C．

點(diǎn)評(píng)：利用圖解法處理變力問(wèn)題是我們常用的一種方法，其方法是：將三個(gè)力放到同一個(gè)三角形中，由于其中一個(gè)力的大小和方向都保持不變，第二個(gè)力的方向不變，所以在力的三角形中一個(gè)邊大小方向都不變，一個(gè)邊方向不變而大小變，第三個(gè)邊方向發(fā)生變化，這樣我們就可以從圖上看出各個(gè)力變化的情況．