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1、處理共點力平衡的常用方法南城一中鄧桂鳳摘要：共點力平衡問題是高中的一大難點與重點，同學(xué)拿到這樣的題沒辦法入手。甚至有些同學(xué)誤認(rèn)為物體處于平衡狀態(tài)時速度為零，或說速度為零的物體就處于平衡狀態(tài)，這樣都是不對的。應(yīng)該理解處于平衡狀態(tài)的物體需滿足的條件應(yīng)是其合外力為零。關(guān)鍵字：共點力平衡合力三角形物體研究對象解決共點力平衡問題時，首先要判斷物體是否滿足共點力物體的平衡條件：物體的合外力為零。解決共點力平衡問題有多種方法，選擇方法之前：第一，應(yīng)明確研究對象，即弄清題意，明確到底以哪一個物體作為解題的研究對象；第二，正確分析研究對象的受力情
2、況，并畫出受力圖；第三，判斷物體是否處于平衡狀態(tài)，是否可以用共點力平衡條件求解；第四，運用平衡條件，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎ谐銎胶夥匠汤霉颤c力平衡條件問題時常采用以下幾種方法，可使問題得以簡化1．正交分解法為了避免不在同一直線上的矢量的復(fù)雜幾何運算，我們在運用平衡條件解決有關(guān)問題時，通常采用正交分解的方法將平衡條件的矢量表達(dá)式分解為兩個分解式：適當(dāng)小選取兩個互相垂直的方向建立指直角坐標(biāo)系，把物體所受的外力在x軸，y軸方向的分解，由平衡條件下合力為零推知，在相互垂直的x軸與y軸方向上的合力必分別為零。即，這樣就可以把復(fù)雜的矢量運算轉(zhuǎn)化
3、為簡單的代數(shù)運算例：如圖1重40N的物體與豎直墻間的動摩擦因素為0.2，若受到與水平線成的斜向上的推力F作用而沿豎直墻勻速上滑，則力F多大？解析：由于物體受4個力的作用而平衡，即在水平方向上平衡，在豎直方向上也平衡，所以可以用整交分解的方法求解。取物體為研究對象，其受力情況如圖2，取沿墻面方向為y軸，垂直與墻面方向為x軸，有平衡條件可得即（1）即（2）又有（3）由以上三式得F=71N2．力的匯交原理一個物體受三個互不平行的外力的作用而平衡，這三個力的作用線必在同一平面內(nèi)且三個力匯交與一點，或受n個不平行的力平衡，則（n-2）個力
4、的合力與另外兩個力的作用線必在同一個平面內(nèi)且匯交與一點.例：如圖一輕桿一端固定在地面上一端被一繩拉住，繩與豎直方向成，桿豎直的，在桿的中點用一力F拉住桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則地面對輕桿的作用力多大？解析：對輕桿受力分析，受繩的拉力，地面的作用力以及力F這三個力的作用線會匯交與繩的中點由圖可知=F1．整體法與隔離法當(dāng)研究的問題涉及多個物體時，從研究的方便出發(fā)，可以把這些物體分隔成幾部分，先取其中的一部分作為研究對象，依據(jù)規(guī)律列方程，這就是隔離法當(dāng)研究的物體之間的相互作用比較復(fù)雜，這些物體與外界的相互作用比較簡單時，我們可以把這些物體組成
5、的系統(tǒng)一個整體，作為研究對象。這種把多個物體視為一個整體進(jìn)行研究的方法叫整體法系統(tǒng)的內(nèi)力不能改變系統(tǒng)的運動狀態(tài)，所以以整體為研究對象時，只需考慮系統(tǒng)所受的外力，只要討論的問題不涉及內(nèi)力，那么選擇整體為對象就可以。如果討論問題涉及內(nèi)力，則要以單個物體作為研究對象，使用隔離法例：如圖三物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，地面對M有無摩擦力的作用？此題用整體法非常簡單，把三個物體看成一個整體，這個整體相對地面無運動的趨勢所以無摩擦力例：如圖A，B，C三個物體疊放在一起，現(xiàn)在在B上作用一力F使三個物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則B與C之間是否有摩擦力的作用？此題
6、先對A受力分析，經(jīng)分析A與B之間無摩擦力，再對B分析，則B受到C的摩擦力大小為F且向左4，相似三角形法這種方法主要用來解決三力平衡的問題。根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成與分解的方法，把三個平衡力轉(zhuǎn)化為三角形的三條邊，利用力的三角形與空間的三角形的相似規(guī)律求解例：固定在水平地面上的光滑半球，球心O點的正上方固定一個定滑輪，細(xì)繩使小球從B點滑到A點。在此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫图?xì)繩的拉力大小的變化情況如何？解析：對小球受力分析受到重力G，拉力F，支持力這三個力構(gòu)成的力的矢量三角形與幾何三角形AOC相似則因為G不變，OC不變所以不變，所
7、以不變。因為AC變大，所以F變大5，圖解法動態(tài)平衡問題是通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個變化的過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)。解決此類問題一般采用圖解法。圖解法的基本程序是：對研究對象在狀態(tài)變化過程中懂得若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析，依據(jù)某些參量的變化，在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下的平衡圖（力的平行四邊形或三角形）。再由動態(tài)的力的平行四邊形或三角形的邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化例：如圖把球夾在豎直木板AB和木板AC之間，不計摩擦力，球?qū)δ景錋B的壓力，球?qū)δ景錋C的壓力，AC不動，將木板A
8、B逐漸放至水平的過程中，與如何變化？解析：由圖可知先變小后變大，逐漸變小
