力的三角形法則在三力平衡問題中的應用三角形法則處理三力平衡 _力

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過程當中往往會遇到一類處于靜態(tài)平衡或者動態(tài)平衡的物體受力變化趨勢判斷的問題。這類問題如果用正交分解的方法去解決的話，只能解決很小的一部分，或者說用正交分解的方法往往非常繁瑣，而采用力三角形圖解討論則清晰、直觀、全面。
一、基本原理
我們知道，當物體受三力作用而處于平衡時，必有合外力等于零，表示三力關系的矢量圖呈閉合三角形，即三個表示力的有向線段依次恰好能首尾相接。當物體所受三力有所變化而又維系著平衡關系時，這閉合三角形總是存在而僅僅是形狀發(fā)生改變。此時我們來比較比較不同形狀的力三角形各幾何邊、角情況，每個力大小、方向的變化及其相互間的制約關系將一目了然。
二、第一種模型
第一種模型，三力中有一個力確定，即大小、方向不變，一個力方向確定。這個力的大小及第三個力的大小、方向變化情況待定。我們用例題來說明。
如圖1所示，
用細繩通過定滑輪沿豎直光滑的墻壁勻速向上拉動，則拉力Ｆ和球?qū)Ρ诘膲毫Γ蔚淖兓闆r如何？
解析：我們一開始接觸這類問題的時候，不用著急去應用三角形法則或者不用著急去知道答案是什么？我們最重要的或者首先應該要做的是不放過題目當中的任何一個知識點。比如說這道題目，我們首先第一步應該把握的是勻速兩個字，勻速就告訴我們，這個小球每時每刻他都處于平衡狀態(tài)，既然是平衡，按照牛頓第一運動定律，我們知道它不受外力，按照牛頓第二運動定律，我們知道它所受的合外力為零。顯然本題是合外力為零。這是第一個知識點。
那第二個知識點是什么呢？我覺得是研究對象的選取，本題選取小球為研究對象沒有任何難度或者說這就是一個顯而易見的事情。可是如果我問你，為什么這樣選取呢？估計很多小伙伴一頭霧水。首先我們要知道，前面我們說過力的物質(zhì)性，力不是憑空存在的，并且力是相互的，至少有兩個物體，所以判斷力的變化，當然要看一看每個力的施力物體和受力物體都有哪些？然后根據(jù)實際情況或者日常積累來選取合適的物體作為研究對象。
第三個知識點，我們還應該知道一根細繩或者輕繩不需要考慮重力，更需要知道一根繩上的每一點力的大小是相等的。知識點雖小但是也要多次反復啊。
第四個知識點，牛頓第三運動定律告訴我們作用力與反作用力等大反向并且在同一條直線上。所以球?qū)Φ膲毫蛪η虻膹椓Ω鶕?jù)牛三完全是可以相互轉(zhuǎn)換的。
第五個知識點彈力方向的判斷，本題當然是過接觸點并且垂直于切線指向受力物體。
第六個知識點才是我們今天所學的技巧力的三角形法則的應用。具體本題來看，以球為研究對象，在平衡時受重力，繩上的拉力及墻壁對球的支持力，三力關系可由一系列閉合的矢量三角形來描述。其中重力為確定力，墻壁對球的支持力為方向確定力，如圖2
取質(zhì)點Ｏ作表示重力的有向線段①，從該箭頭的端點作支持力Ｎ的作用線所在射線②,作從射線②任意點指向Ｏ點且將圖形封閉成三角形的一系列有向線段③它們就是繩子拉力矢量。用曲線箭頭表示變化趨勢，從圖中容易分析繩子拉力不斷增大，墻壁對球的支持力也不斷增大，因上升的過程中圖中角度θ在不斷增大。
補充，通過上面的分析，其實我們可以看到知識點還有，比如力的大小是用線段的長度表示，這是不是就是你覺得小兒科的力的圖示。比如這個封閉三角形如何畫？大家體會三點，一是抓住不變量，二是矢量三角形如何運算加減，三是快速畫的技巧。
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【力的三角形法則在三力平衡問題中的應用三角形法則處理三力平衡】

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力的三角形法則在三力平衡問題中的應用 三角形法則處理三力平衡

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