江苏省溧阳中学微课-用三角形解决三力平衡问题

用三角形解决三力平衡问题物理·必修1·方法技巧点拨江苏溧阳中学杨福松学习目标通过本节课的学习，我们要学会利用三角形处理三力平衡问题的三种典型情况。知识梳理一、共点力作用下物体的平衡物体所受的几个力作用于一点，或者是虽然力没有作用于一点，但是，力的延长线交于一点是指物体保持静止或者保持匀速直线运动状态物体所受的合外力为零（1）二力平衡（2）三力平衡（3）多力平衡1、共点力：2、平衡状态：3、本质：4、分类：思考：为什么要强调保持两字?解决各类平衡问题的关键典型例题例1：有一氢气球，不计重力，空气对其浮力为16N，由于受水平风力的作用，使氢气球的绳子和地面的夹角为600，如图所示，求：绳子的拉力和水平风力一：利用直角三角形的知识求解【解析】取氢气球为研究对象，在如图直角三角形中，由几何知识可知:受力分析如图所示F600浮力：气球受到的浮力竖直向上FF浮TF合600T=F浮/sin600≈18.5NF=T×cos600≈9.2N审题取研究对象受力分析力的合成直角三角形解直角三角形典型例题例2：如图所示，小球在光滑的墙与装有铰链的木板之间，当使木板与墙的夹角α增大时（α900）,下列说法正确的是（）A、小球对木板的压力增大B、小球对木板的压力减小C、木板对小球的弹力可能小于小球的重力D、小球对墙的压力减小二：利用动态变化的三角形求解【解析】取球为研究对象，α铰链：木板可绕铰链转动对小球进行受力分析αGF合N板N墙N墙N板GBD审题取研究对象受力分析力的合成求力变化情况动态三角形典型例题例3:如图所示，一个重力为mg的小环套在竖直的半径为r的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度为L（L2r）弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大圆环的最高点A。当小环静止时，略去弹簧的自重和小环与大圆环间的摩擦。求弹簧与竖直方向之间的夹角φ三：利用相似三角形求解【解析】取小环为研究对象，φAφA对小环受力分析L2r:提示我们弹簧处于拉伸状态静止:表示小环处于平衡状态GTF合NL+△xrrTNG设弹簧伸长量为△x，则T=k△xcosφ=（L+△x）/2rk△x/(L+△x)审题取研究对象受力分析力的合成一般三角形相似三角形=mg/r△x=mgL/(kr)=（kr+mg）L/2kr2规律总结1、当遇到三力平衡问题时，受力分析和力的合成之后，如果发现平行四边形中有直角三角形，2、三力平衡的问题中，当题目中出现由条件的变化让我们去判断力的大小变化情况时，3、如在三力平衡问题中，当我们受力分析和力的合成之后，发现其中并没有直角，而是一般的三角形，那就利用解直角三角形的知识去求解比较方便。如例1一般要用动态的三角形去求解。如例2那我们一般可以采用相似三角形的知识求解。如例3跟踪检测【解析】351lFlgm452lFlgm43ll21mm两小球的受力分析如图所示，对m1：所以：答案选Bom1gm2gFFT2T1把F和T1，F和T2进行合成，如图所示m1gl2l1l3l4l5对m2：由于：m2g例：如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于O点，若q1q2，l1l2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则（）A．m1＞m2B．m1＝m2C．m1＜m2D．无法确定m2q1dodl1l2q1m2再见版权所有翻录必究