高中物理滬科版必修一第4章學(xué)案5習(xí)題課：共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用-文庫吧資料
2024-11-25 07:24本頁面
【正文】 動(dòng) 2. 合力為零 F 合 ＝ 0 F x 合 ＝ 0 F y 合 ＝ 0 3 . ( 1 ) 等大 ( 2 ) 等大 反向 ( 3 ) 等大 反向 ( 4 ) 零 一、矢量三角形法 (合成法 )求解共點(diǎn)力平衡問題 物體受多力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，可用正交分解法求解，但當(dāng)物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí)，可用矢量三角形法，即其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反，且這三個(gè)力首尾相接構(gòu)成封閉三角形，通過解三角形求解相應(yīng)力的大小和方向，當(dāng)這個(gè)三個(gè)力組成含有特殊角 ( 6 0 176。 高中物理 必修 1 、 5 3 176。 )的直角三角形時(shí)尤為簡單 . 例 1 在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖所示 . 儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球 . 無風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí) ，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度 . 風(fēng)力越大，偏角越大，通過傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力的大小，那么風(fēng)力大小 F 跟金屬球的質(zhì)量 m 、偏角 θ 之間有什么樣的關(guān)系呢？ ( 試用矢量三角形法和正交分解法兩種方法求解 ) 解析 取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到三個(gè)力的作用：重力 mg 、水平方向的風(fēng)力 F 和金屬絲的拉力 T ，如圖 甲 所示 . 這三個(gè)力是共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，則這三 甲 個(gè)力的合力為零，可以根據(jù)任意兩力的合力與第三個(gè)力等大、反向求解，也可以用正交分解法求解 . 解析 解法一 矢量三角形法 如圖乙所示，風(fēng)力 F 和拉力 T 的合力與重力等大反向，由矢量三角形可得： F ＝ mg tan θ . 解法二 正交分解法 以金屬球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，取水平方向?yàn)?x 軸，豎直方向?yàn)?y 軸，建立直角坐標(biāo)系，如圖丙所示 . 由水平方向的合力 F x 合 和豎直方向的合力 F y 合 分別等于零，即 F x 合 ＝ T s i n θ － F ＝ 0 ， F y 合 ＝ T c o s θ － mg ＝ 0 ， 解析 解得 F ＝ mg t a n θ . 由所得結(jié)果可見，當(dāng)金屬球的質(zhì)量 m一定時(shí)，風(fēng)力 F 只跟偏角 θ 有關(guān) . 因此，根據(jù)偏角 θ 的大小就可以指示出風(fēng)力的大小 . 答案 F ＝ mg t a n θ 針對(duì)訓(xùn)練 如圖所示，一質(zhì)量為 1 k g 、橫截面為直 角三角形的物塊 ABC ， ∠ ABC ＝ 30176。 ，物塊 B
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