[提升层·能力强化]
求解共点力平衡问题的常用方法 1.分解法或合成法:对于三力平衡问题,可以将其中任意一个力沿其他两个力的反方向分解,这样把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题,则每个方向上的一对力大小相等、方向相反;也可以将三个力中的任意两个力合成为一个力,则其合力与第三个力平衡,把三力平衡转化为二力平衡问题.
2.正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用处于平衡状态时,常用正交分解法,列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.为方便计算,建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则.
3.三力汇交原理:物体受三个共面且非平行力作用而平衡时,这三个力必为共点力.
4.正弦定理法:三力平衡时,三力合力为零,表示三个力的有向线段可构成一个封闭三角形,如图41所示,则有:==.
图41
5.相似三角形法:物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中,可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而得到力的三角形与几何三角形对应边成比例,根据比值便可计算出未知力的大小与方向.
6.图解法
(1)图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化情况判断各个力的变化情况.
(2)图解法主要用来解决三力作用下的动态平衡问题.
所谓动态平衡问题就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化,从宏观上看,物体是运动的,但从微观上理解,物体是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态.