力的三角形法则在三力平衡问题中的应用三角形法则处理三力平衡

文章插图
过程当中往往会遇到一类处于静态平衡或者动态平衡的物体受力变化趋势判断的问题。这类问题如果用正交分解的方法去解决的话，只能解决很小的一部分，或者说用正交分解的方法往往非常繁琐，而采用力三角形图解讨论则清晰、直观、全面。
一、基本原理
我们知道，当物体受三力作用而处于平衡时，必有合外力等于零，表示三力关系的矢量图呈闭合三角形，即三个表示力的有向线段依次恰好能首尾相接。当物体所受三力有所变化而又维系着平衡关系时，这闭合三角形总是存在而仅仅是形状发生改变。此时我们来比较比较不同形状的力三角形各几何边、角情况，每个力大小、方向的变化及其相互间的制约关系将一目了然。
二、第一种模型
第一种模型，三力中有一个力确定，即大小、方向不变，一个力方向确定。这个力的大小及第三个力的大小、方向变化情况待定。我们用例题来说明。
如图1所示，
用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动，则拉力Ｆ和球对墙壁的压力Ｎ的变化情况如何？
解析：我们一开始接触这类问题的时候，不用着急去应用三角形法则或者不用着急去知道答案是什么？我们最重要的或者首先应该要做的是不放过题目当中的任何一个知识点。比如说这道题目，我们首先第一步应该把握的是匀速两个字，匀速就告诉我们，这个小球每时每刻他都处于平衡状态，既然是平衡，按照牛顿第一运动定律，我们知道它不受外力，按照牛顿第二运动定律，我们知道它所受的合外力为零。显然本题是合外力为零。这是第一个知识点。
那第二个知识点是什么呢？我觉得是研究对象的选取，本题选取小球为研究对象没有任何难度或者说这就是一个显而易见的事情。可是如果我问你，为什么这样选取呢？估计很多小伙伴一头雾水。首先我们要知道，前面我们说过力的物质性，力不是凭空存在的，并且力是相互的，至少有两个物体，所以判断力的变化，当然要看一看每个力的施力物体和受力物体都有哪些？然后根据实际情况或者日常积累来选取合适的物体作为研究对象。
第三个知识点，我们还应该知道一根细绳或者轻绳不需要考虑重力，更需要知道一根绳上的每一点力的大小是相等的。知识点虽小但是也要多次反复啊。
第四个知识点，牛顿第三运动定律告诉我们作用力与反作用力等大反向并且在同一条直线上。所以球对墙的压力和墙对球的弹力根据牛三完全是可以相互转换的。
第五个知识点弹力方向的判断，本题当然是过接触点并且垂直于切线指向受力物体。
第六个知识点才是我们今天所学的技巧力的三角形法则的应用。具体本题来看，以球为研究对象，在平衡时受重力，绳上的拉力及墙壁对球的支持力，三力关系可由一系列闭合的矢量三角形来描述。其中重力为确定力，墙壁对球的支持力为方向确定力，如图2
取质点Ｏ作表示重力的有向线段①，从该箭头的端点作支持力Ｎ的作用线所在射线②,作从射线②任意点指向Ｏ点且将图形封闭成三角形的一系列有向线段③它们就是绳子拉力矢量。用曲线箭头表示变化趋势，从图中容易分析绳子拉力不断增大，墙壁对球的支持力也不断增大，因上升的过程中图中角度θ在不断增大。
补充，通过上面的分析，其实我们可以看到知识点还有，比如力的大小是用线段的长度表示，这是不是就是你觉得小儿科的力的图示。比如这个封闭三角形如何画？大家体会三点，一是抓住不变量，二是矢量三角形如何运算加减，三是快速画的技巧。

以上关于本文的内容，仅作参考！温馨提示：如遇健康、疾病相关的问题，请您及时就医或请专业人士给予相关指导!

「四川龙网」www.sichuanlong.com小编还为您精选了以下内容，希望对您有所帮助：

力的三角形法则在三力平衡问题中的应用 三角形法则处理三力平衡

力的三角形法则在三力平衡问题中的应用三角形法则处理三力平衡