高中物理要处理的运动状态有:静止、匀速直线、匀变速直线、匀变速曲线、圆周。
其中静止和匀速直线运动都是平衡的运动状态,
而合力为零就是平衡的力学状态。
物体的平衡状态可以分为两种:静态平衡和动态平衡。
我们先来说第一种
静态平衡
这种情况下物体的受力情况是不会发生改变的,
对物体进行受力分析之后,根据受力的个数、已知的条件选择相应的方法处理。
1、四个力及其四个力以上的平衡态
采用正交分解的方法来处理这种静态的平衡问题。这种方法非常的常见,在此就不过多的说他了。
你需要注意的就是要沿着接触面、垂直接触面建立坐标系。
即使物体运动的加速度,并不沿着接触面,把不沿着接触面的加速度分解到沿接触面和垂直接触面。此种建系方式会极大的方便后续的计算。
2、三个力的平衡
这是非常常见的一种静态平衡,我们可以把它分成三种情况。
(1)已知夹角且有两个力是相互垂直的
遇到这种情况,采用矢量三角形的方法来解决。具体的做法如下图所示。
(2)已知夹角
采用拉密定理处理
拉米定理,类似于数学上面的正弦定理。区别于数学就是不用构建三角形,受力分析之后,直接列式就可以。
(3)已知一些边长信息
采用相似三角形的方法处理。具体做法如下:
举个例子吧:
3、对称力
受力分析完发现,很多力都是对称分布的。那么我们也可以采用下面这种方法,我把它称之为非重力对称。这个是高考的一个热门的类型。
动态平衡
可以根据力的变化形式分为恒定变、恒变定、恒变变。
1、恒定变
“定”有两种情况,一种是定大小,一种是定方向。
如果是“定大小”的话,那么变定垂直时,变力与恒力的夹角取到最大。
如果是“定方向”的话,变定垂直时,变力取最小。这是求最小力的一种思路,也是一种考法。
判断力的大小变化的步骤如下图(矢量三角形法)
2、恒变定
一个恒力,另外两个力的方向均变化、但夹角恒定。
遇到这种动态平衡,采用拉密定理,根据角度的变化来判断力的增减。
这里多句嘴,这道高考题出现之前,我讲这类还用正交分解或外接圆法,迭代成这种最优方法。
3、恒变变
一个恒力,另外两个力的方向均变化、且夹角也变化。
采用相似三角形的方法来处理。列出相似比,根据长度变化判断力的增减。
4、晾衣绳模型
遇到他,你可以用口诀:横变竖不变,横宽力变大
即竖直移动绳子端点,绳子拉力大小不变,水平移动端点使水平间距变大,绳子拉力大小变大。
总结
以上就是共点力平衡处理时遇到的分类情况以及各自处理思路/方法。核心的是判断清楚他是哪一种类型。
在平时学习、练习物理时,一定要学会总结、分类,遇到题才不会抓瞎。
我的题型微课就是从考法上做了分类,一个视频一个题型,从此学习效率飞升。
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