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2020物理学科教资笔试:共点力作用下的平衡问题分析方法

2020-09-27 13:59:29| 中公教育

一、图解法(矢量三角形)

如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中N1和N2的变化?

共点力作用下的平衡问题分析方法

解析: N1始终减小,N2始终减小。将重力和方向不变的N1平行移动,与方向改变的N2形成矢量三角形,然后将N2变化,如图所示,可见N1始终减小,N2始终减小。

图解法(矢量三角形)适用条件:物体受到三个力,其中:一个力是恒力,一个力方向不变,另一个力方向改变。

解题方法:1.受力分析2.把恒力和方向不变的力平行移动,与方向改变的力形成闭合三角形。3.让第三个力根据题意发生变化,观察三角形的边的变化从而确定物体受力的大小的变化。

练习:如图,光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化?

共点力作用下的平衡问题分析方法

【答案】F1逐渐变小,F2先变小后变大。解析:由于挡板是缓慢转动的,可以认为每个时刻小球都处于静止状态,因此所受合力为零。应用三角形法则,G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形,其中G的大小、方向始终保持不变;F1的方向不变;F2的起点在G的终点处,而终点必须在F1所在的直线上,由右图可知,挡板逆时针转动90°过程,F2矢量也逆时针转动90°,因此F1逐渐变小,F2先变小后变大。(当F2⊥F1,即挡板与斜面垂直时,F2最小)。
 

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