取足球和网兜作为研究对象,它们受重力G=mg、墙壁的支持力N和悬绳的拉力T三个共点力作用而平衡.由共点力平衡的条件可知,N和T的合力F与G大小相等、方向相反,即F=G,作平行四边形如图所示.由三角形知识得:N=Ftan α=mgtan α,T==.
方法二:用分解法
取足球和网兜作为研究对象,其受重力G=mg、墙壁的支持力N、悬绳的拉力T,如图所示,将重力分解为F′1和F′2由共点力平衡条件可知,N与F′1的合力必为零,T与F′2的合力也必为零,
所以N=F′1=mgtan α,T=F′2=.
方法三:用正交分解法求解
取足球和网兜作为研究对象,受三个力作用,重力G=mg、墙壁的支持力N、悬绳的拉力T,如图所示,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,将T分别沿x轴和y轴方向进行分解.由平衡条件可知,在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零,即
Fx合=N-Tsin α=0①
Fy合=Tcos α-G=0②
由②式解得:T==
代入①式得:N=Tsin α=mgtan α.
[答案] mgtan α
解决静态平衡问题的方法及步骤
(1)处理平衡问题,常用的方法有合成法、分解法、相似三角形法、正交分解法等.