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16 共点力的平衡_第2课时

免费读1260字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们继续学习共点力的平衡。在这节课上,我们将利用共点力平衡的相关知识,解决一些生活中的实际问题,一起来看。例一,如图,选掉重物的细绳,其o点被以水平绳bo牵引,使悬绳ao段和竖直方向成c塔角。若悬吊物所受的重力为g,则悬绳ao和水平绳bo所受的拉力各等于多少?请大家想一想,在解决这道题目时,我们选取的研究对象是哪个物体?是否可以选取重物为研究对象?中午都受到哪些力的作用?有竖直向下的重力g,以及沿着绳竖直向上的拉力f。

  老师:重物在这两个力的作用下处于平衡状态,所以拉力f与重力g大小相等,方向相反,并且在同一直线上。但这样分析显然不能得到有关于省ao和bo段的拉力信息。可见选取重物为研究对象并不合适。有同学提出,绳ao和bo段的拉力都作用于o点,o点是力的连接点,它的平衡代表着整个系统的平衡。如果我们将o点选为研究对象,就能把重物的重力为g和省ao与bo段的拉力信息联系起来。因此,我们选取的研究对象是o点。

  老师:那么o点都受到哪些力的作用?三段绳都对o点有着沿绳各自方向的拉力。F1沿绳OA与竖直方向成Theta角F2沿绳OB,也就是水平方向F3与绳对重物的拉力f是一对相互作用力,所以F3的方向竖直向下大小也等于重物的重力G。

  老师:在本题中,我们想要求的就是拉力F1与F2,这些里之间又有怎样的关系?通过上节课的学习,我们知道几个力都作用在物体的同一点上,或几个力的作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力。显然,o点是在三个共点力的作用下处于平衡状态的。此外,在上节课我们还以二力平衡为基础,通过理论推理和实验验证,得到了这样的结论,在多个共点力作用下,处于平衡状态的物体应当满足所受合力为零的条件,因此F1、F2与F3合力为0。

  老师:对于这样的三力平衡问题,我们可以做其中两个力的合力来代替这两个力。那么合力就与第三个力大小相等,方向相反,并在同一条直线上。请大家想一想,对于o点,我们选取哪两个力合成?例如图甲中我们可以做F1与F2的合力F4,那么它的方向竖直向上,大小也等于重物的重力G。或者如图乙中做F1与F3的合力,或如图饼中合成F2与F3也是同理。其实,对于三力平衡问题,我们可以选取其中任意的两个力进行合成。在本题中,我们不妨以图甲为例做F1与F2的合力来求解题目。力的合成遵循着平行四边形定则,而F1与F2作为两个分力,可以用力的平行四边形的两条邻边来表示,F4则是对角线。如果我们能够找到这个力的平行四边形,就能找到F1、F2与F4之间的关系。如何去做过F4的箭头端做OA和OB的平行线,它们分别与OBOA相交,这样构成的图形就是我们正在寻找的力的平行四边形。

  老师:如何去求F1与F2的大小?在力的平行四边形中,F2与F4互相垂直,F1与F4夹角。sit可见平行四边形中有两个全等的直角三角形,而每个直角三角

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