受力分析,寻找力三角形和结构三角形相似。特征条件:①几何框架三角形中有两条边不变,②另一个物体动态轨迹是圆弧。
f解题方法:相似形法最佳。(力矢量三角形跟几何框架三角形相似)结论:一力单调变化,另一力不变。(4)平衡方程式法:平衡方程式法适用于三力以上力的平衡,且有一个恒力,通过它能够建立恒定不变的方程式。根据其中一个力的变化情况,求出另一个力的变化情况。有不少三力平衡问题,既可从平衡的观点(根据平衡条件建立方程)求解平衡法,也可从力的分解的观点(将某力按其作用效果分解)求解分解法,两种方法可视具体问题灵活选用。但平衡法是求解平衡问题的基本方法,特别对三个以上力的平衡问题,分解法失效,平衡法照样适用;都是根据平衡点建立方程来推断力的变化情况。三.经典例题【例1】、如图所示,轻绳AO、BO结于O点,系住一个质量为m的物体,AO与竖直方向成α角,BO与竖直方向成β角,开始时(α+β)<90°。现保持O点位置不变,缓慢地移动B端使绳BO与竖直方向的夹角β逐渐增大,直到BO成水平方向,试讨论这一过程中绳AO及BO上的拉力大小各如何变化(用解析法和作图法两种方法求解)解析:以O点为研究对象,O点受三个力:T1、T2和mg,如下图所示,由于缓慢移动,可认为每一瞬间都是平衡状态。(1)平衡方程法x方向:T2si
β-T1si
α=0,(1)y方向:T1cosα+T2cosβ-mg=0。(2)
si
T2(3)si
si
cosT2T2cosmg0,式(3)代入式(2),有si
由式(1)得T1化简得T2=
mgsi
(4)si
讨论:由于α角不变,从式(4)看出:当α+β<90°时,随β的增大,则T2变小;当α+β=90°时,T2达到最小值mgsi
α;当α+β>90°时,随β的增大,T2变大。式(4)代入式(3),化简得T1=
si
mgsi
mgsi
mg 。si
si
si
coscossi
si
ctgcos
由于α不变,当β增大时,T1一直在增大。(2)作图法由平行四边形法则推广到三角形法则,由于O点始终处于平衡状态,T1、T2、mg三个力必构成封闭三角形,如图(a)所示,即T1、T2的合力必与重力的方向相反,大小相等。由图(b)看出,mg大小、方向不变;T1的方向不变;T2的方向和大小都改变。开始时,(α+β)<90°,逐渐增大β角,T2逐渐减小,当T2垂直于T1时,即(α+β)<90°时,T2最小(为mgsi
α);然后随着β的增大,T2也随之增大,但T1一直在增r