高中物理:共點力作用下物體的平衡

2019-10-17     良知修行

1.共點力的判別:同時作用在同一物體上的各個力的作用線交於一點就是共點力。這裡要注意的是「同時作用」和「同一物體」兩個條件,而「力的作用線交於一點」和「同一作用點」含義不同。當物體可視為質點時,作用在該物體上的外力均可視為共點力:力的作用線的交點既可以在物體內部,也可以在物體外部。,

2.平衡狀態:對質點是指靜止狀態或勻速直線運動狀態,對轉動的物體是指靜止狀態或勻速轉動狀態。

(1)二力平衡時,兩個力必等大、反向、共線;

(2)三力平衡時,若是非平行力,則三力作用線必交於一點,三力的矢量圖必為一閉合

三角形;

(3)多個力共同作用處於平衡狀態時,這些力在任一方向上的合力必為零;

(4)多個力作用平衡時,其中任一力必與其它力的合力是平衡力;

(5)若物體有加速度,則在垂直加速度的方向上的合力為零。

3.平衡力與作用力、反作用力

共同點:一對平衡力和一對作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在一條直線上的兩個力

【注意】一個力可以沒有平衡力,但一個力必有其反作用力。

作用力和反作用力同時產生、同時消失;對於一對平衡力,其中一個力存在與否並不一定影響另一個力的存在。

4.正交分解法解平衡問題

正交分解法是解共點力平衡問題的基本方法,其優點是不受物體所受外力多少的限制。解題依據是根據平衡條件,將各力分解到相互垂直的兩個方向上。

正交分解方向的確定:原則上可隨意選取互相垂直的兩個方向;但是,為解題方便通常的做法是:使所選取的方向上有較多的力;選取運動方向和與其相垂直的方向為正交分解的兩個方向。在直線運動中,運動方向上可以根據牛頓運動定律列方程,與其相垂直的方向上受力平衡,可根據平衡條件列方程。使未知的力特別是不需要的未知力落在所選取的方向上,從而可以方便快捷地求解。

解題步驟為:選取研究對象一受力分析一建立直角坐標系一找角、分解力一列方程一求解。

專題六.動態平衡問題分析

1.所謂動態平衡問題是指通過控制某些物理量,使物體的狀態發生緩慢變化,而在這個過程中物體又始終處於一系列的平衡狀態中.

2.圖解分析法

對研究對象在狀態變化過程中的若干狀態進行受力分析,依據某一參量的變化,在同一圖中做出物體在若干狀態下力的平衡圖(力的平行四邊形),再由動態力的四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況.

動態平衡中各力的變化情況是一種常見類型.總結其特點有:合力大小和方向不變;一個分力的方向不變,分析另一個分力方向變化時兩個分力大小的變化情況.用圖解法具有簡單、直觀的優點.


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