| 动态平衡 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)

动态平衡

元旦汇演时,某同学表演了一个魔术,将一块磁铁藏在自己的袖子里,对着用细线悬挂的金属小球施加“魔力”,小球便按着他的指令运动起来。如图所示,某次表演中,他先使手与金属球在同一水平线上,然后缓慢抬升手臂,金属球跟着在手臂右下方缓慢移动,某时刻停止移动手臂,小球随即保持静止,此时悬线紧绷且偏离竖直线的夹角为$\theta=30^\circ $。已知小球的质量为$m$,重力加速度为$g$,则此时他对小球施加的“魔力”大小可能为$(\qquad)$

["

$\\dfrac{1}{3}mg$

","

$\\dfrac{1}{2}mg$

","

$\\dfrac{\\sqrt{3}}{3}mg$

","

$\\sqrt{3}mg$

"]
[["BC"]]

以金属球为研究对象,受力分析如图所示

根据作图法可知,当“魔力”$F$的方向与细绳方向垂直时,“魔力”最小,根据平衡关系可知此时“魔力”的大小为$F=mg\sin 30{^\circ}=\dfrac{1}{2}mg$

手臂在球的上方,“魔力”$F\leqslant mg$

综上所述,故$\rm B$$\rm C$正确。

故选:$\rm BC$

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