15.【高中物理必修一】【动态平衡】动态三角形

一、简化步骤（G不动）

①判定标准：三个力只有一个力的方向改变。

②使用方法：

a.反向延长不变方向的力；

b.竖直向下平移另一力；

c.动态分析变向力。

e.g.如图，F₁是一个方向不变的力，F₂延逆时针方向转动，问：F₁、F₂怎么变化？

解析：重力是祖宗，不能动他，所以反向延长F₁（方向不变的力），然后竖直向下平移F₂（另一力），（注意：一定要构成闭合的三角形！）最后动态分析出：在F₂逆时针向上旋转时，重力不变，F₁逐渐变小，F₂先变小后变大。

练习一

如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N₁，球对木板的压力大小为N₂。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中( ）

答案：B

解析：将小球初始状态的受力分析画出，如图下图所示↓

木板旋转过程中小球始终靠在墙边，说明N₁的方向始终不变，N₂的方向渐渐变竖直。

三个力中只有一个力方向在改变，适用动态三角形。

反向延长N₁并竖直向下平移N₂构成力学三角形，由前面分析可知N₂的方向由最初的斜向左上逐渐变竖直，如下图所示↓

通过观察三角形的边长可知，N₁始终减小，N₂始终减小，故选B。

练习二

一质量为m的物块放在光滑的斜面上，斜面倾角角度为θ，为了使得物块在斜面上静止不动，需要对其施加一个外力F（方向任意），求外力F的最小值是多少？

答案：mgsinθ

解析：先假设外力方向水平向右，画出受力分析如下图所示↓

因为外力F可以是任意方向，而FN和G的方向肯定不会改变，即三个力中有一个力方向在变，适用动态三角形。

将FN反向延长，竖直向下平移外力F，改变力F的方向，发现当F垂直于FN时边长最小，如下图所示↓

所以外力F的最小值为F=mgsinθ。

二、正常步骤

①判定标准：定力（方向不变）、恒力（大小、方向均不变）、变力。

②使用方法：

a.反向延长定力；

b.平移变力（往恒力方向），恒力不动；

c.动态分析。

e.g.F₂为恒力，F₁为定力，F₃为变力，F₃往顺时针方向偏转，画出动态受力分析。

解析：先反向延长F₁（定力），然后平移F₃（变力），最后动态分析。如下图所示↓

本节课的内容到这里就结束啦！！

和@心淼Yummy一起加油吧！！

要努力去发光，而不是被照亮！！