文档介绍:动向平衡问题的几种解法
在相关物体平衡的问题中,,是动向力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问
题的一般思路是:把“动"化为“静",“静"中求“动"
动向平衡问题的几种解法
在相关物体平衡的问题中,,是动向力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问
题的一般思路是:把“动"化为“静",“静"中求“动".下面就介绍几种动向平衡问题的解题方法.
方法一:图解法(三角形法例)
原理:当物体受三力作用而处于平衡状态时,其协力为零,三个力的矢量依次恰巧首尾相连,组成闭合三角形,当物体所受三个力中二个发生变化而又维持平衡关系时,这
个闭合三角形老是存在,只可是形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就了如指掌了。
例题1:如图1所示,一个重力G的匀质球放在圆滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一圆滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于
,问:在此过程中,挡板和
斜面对球的压力大小怎样变化?
解析:取球为研究对象,球受重力G、斜面支持力F1、,故三个力的协力始终为零,三个力组成关闭的三角形。挡板逆时针转动时,F2的方向也逆时针转动,F1的方向不变,作出如图2所示的动
态矢量三角形。由图可知,F2先减小后增大,F1随增大而始
终减小。
点评:三角形法例合用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(往常为重力,也能够是其余力),另一个力的大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题,对变化过程进行定性的剖析。
方法二:解析法
原理:物体处于动向平衡状态时,对研究对象的任一状态进行受力剖析,根据详细
情况引入参量,成立平衡方程,求出应变参量与自变参量的一般函数关系,然后根据自变量的变化确定应变量的变化。
例题2:如图3所示,小船用绳索拉向岸边,设船在水中运动时所受水的阻力不变,
那么小船在匀速靠岸过程中,下面说法哪些是正确的()A。。船所受的浮力不断减小D。船所受的浮力不断增
大
解析:小船共受四个力作用:重力G、浮力F浮、水的阻力f、绳子拉力F。引入绳与水平方向的夹角θ为参量(图3).
由于小船是匀速靠岸,故有平衡方程
由题意可知:重力G和水对小船的阻力f不变,在靠岸过程中θ不断增大,所以F
不断增大,F浮不断减小。A、C选项正确.
点评:解析法合用于在物体所受力中,有一个力大小方向都变,有一力大小变(或大
小方向都变),在变化过程中,且有两个的方向始终保持垂直,其中一个力的大小方向
均不变的问题,此时,利用正交分解的方法求出所要找的答案.
方法三:相像三角形
原理:对受三力作用而平衡的物体,先正确剖析物体的受力,画出受力剖析图,再
寻找与力的三角形相像的几何三角形,利用相像三角形的性质,成立比率关系,把力的大
小变化问题转变为几何三角形边长的大