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星博物理: “3边法”秒解三力动态平衡难点

静态平衡问题一般是求解三力之间的大小关系,而动态平衡问题一般是求解三力在动态平衡中的大小变化情况,考察频率同样很高,没有掌握解题方法的同学失分率很高。对此星博老师总结出了三种解题模板,帮助同学们突破这一难关。

解题模板:

3边法(固定边-动态平衡中大小和方向不变的力,不固定边-动态平衡中大小可变,方向不会改变的力,“半”固定边-动态平衡中大小和方向都会发生的力)

解题密码:

物体只受到三个力作用并处以动态平衡状态,并且三个力中有固定边和半固定边。

解题口诀:

1.画出物体受力的示意图,将固定边画成线段。

2.以固定边的任一个端点为起点,画出对应半固定边的射线

3.最后由于物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。所以以固定边另一端点为起点,移动不固定边,可观察力的示意图变化即可判断力的变化趋势。

例题

用绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上。悬点A固定不动,将悬点B从如图所示位置逐渐移动到C点的过程中,绳OA和绳OB上的拉力的大小变化情况是( )

A.OA绳上的拉力逐渐增大

B.OB绳上的拉力逐渐增大

C.OB绳上的拉力先减小后增大

D.OA绳上的拉力先增大后减小

解:该重物始终在三个共点力的作用下处于动态平衡状态,并且其中重力为恒力为固定边,拉力FoA的方向不变为半固定边,拉力FoB的方向和大小可变为不固定边,所以可以才用三边法解题。

(1)将固定边-重力画成线段

(2)以固定边的任一个端点为起点,画出对应半固定边FoA的射线

(3)所以以固定边另一端点为起点,画出不固定边FoB构成闭合矢量三角形。移动不固定边,观察力的示意图变化。

如图所示

分析做出矢量三角形的动态变化过程可知,将悬点B从如图所示位置逐渐向上移动到C点的过程中,绳OA上的拉力逐渐减小,绳OB上的拉力先减小后增大。

故选C。

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