将立体图改画为平面图(在左上方观察),O点受力示意图如图乙或丙所示,求FOA、FOB、FOC三力的大小关系,可采用下面两种方法.
(1)合成法
如图乙,FOA与FOB的合力与FOC等大、反向
FOA与FOB大小相等
2FOAcos30°=FOC,得FOC=FOA
(2)正交分解法
如图丙,在x轴方向上:FOAcos60°=FOBcos60° ①
在y轴方向上:FOC=FOAcos_30°+FOBcos_30° ②
由①②得:FOA=FOB,FOC=FOA
如果绳能承受的拉力跟绳的横截面积成正比,那么OC绳的直径大约是OA(OB)绳的1.32倍才合理.
一、共点力平衡条件的应用
处理共点力平衡问题的常用方法
1.力的合成法--用于受三个力而平衡的物体
(1)确定要合成的两个力;
(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力;
(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三力的关系(等大反向);
(4)根据三角函数或勾股定理解三角形.
2.正交分解法--用于受三个及以上的力而平衡的物体
(1)建立直角坐标系;
(2)正交分解各力;
(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.
例1 如图3所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为N,OP与水平方向的夹角为θ,下列关系正确的是( )
图3
A.F= B.F=mgtanθ
C.N= D.N=mgtanθ