《求解平衡力的几种方法》要点梳理
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求解平衡力的几种方法要点梳理
知识点一.共点力的平衡
1.共点力是作用于一点,或作用线相交于一点的几个力。
2、物体的平衡状态
(1)所谓平衡状态,就是物体的运动状态不变,具体表现为两种情况:静止状态和匀速直线运动状态
(2)对平衡状态的理解
①对于共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,匀速直线运动也是物体的平衡状态。因此,静止的物体一定平衡,但平衡的物体不一定静止。
②不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个过渡状态,加速度不为零。由此可见,静止的物体速度一定为零,但速度为零的物体不一定静止。因此,静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于平衡状态。
总之,共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态。
3.共点力作用下物体的平衡条件是物体所受外力的合力为零。
A.最简单的是物体受两个共点力作用的情况。只要这两个力大小相等、方向相反,合力就为零,这就是所谓的二力平衡问题。
B.很多情况是物体在三个共点力作用下处于平衡状态。这时,三个力中的任意一个力总跟另外两个力的合力平衡。
C.不难想象如果一个物体在几个共点力作用下处于平衡状态,当撤消其中的一个力时,则其它几个力的合力一定与该力大小相等、方向相反,这时物体将在合力作用下改变原来的平衡状态。
知识点二.研究共点力的平衡的方法
1.研究共点力作用下物体平衡问题的基本方法,是平行四边形法则及相关的三角形计算。
2.用正交分解法研究共点力的平衡问题,其平衡条件是合外力的正交分量均为零。
即
A.正交分解法把矢量运算转化为代数运算
B.应用正交分解法的重要环节是坐标系的建立。应使更多的力在坐标轴上,这样分解的力就少一些
知识点三.解决物体平衡问题的重要原理
1.内容
一个物体受到三个不平行的力的作用而平衡,则这三个力必将共点,而且表示这三个力的矢量线段将组成一个封闭的三角形。
2.求解
(1)若三个共点力使物体平衡,构成的矢量三角形是直角三角形,则可以用三角函数知识求解;若此矢量三角形不是直角三角形,还可以用正弦定理、余弦定理、或三角形相似性求解。
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