图解法求解三力平衡问题你会做吗?

图解法求解三力平衡问题你会做吗?

首页休闲益智平衡小球更新时间:2024-05-09

【例一】如图所示,在固定的、倾角为α斜面上,有一块可以转动的夹板(β不定),夹板和斜面夹着一个质量为m的光滑均质球体,则当夹板逆时针转动到竖直位置的过程中,夹板对球的弹力和斜面对小球的支持力如何变化?

解:

【例二】两根等长的细线,一端拴在同一悬点O上,另一端各系一个带正电的小球A和B,两球的质量分别为m1和m2 ,由于两球间的的斥力而使两线各张开一定角度α和β,已知α>β,如图所示。则m1 和 m2哪个较大?

解:以A、B两球为研究对象,分别对其进行受力分析,各自受力如下图所示:

由于两球都处于静止状态,故各自所受的三个力的矢量构成闭合三角形,如下图:

由几何知识可知A球受力的矢量三角形跟∆OAO’相似,B球受力的矢量三角形跟∆OBO’相似,如下图:

所以,A、B两球受力矢量三角形的关系就可以转化为,∆OAO’和∆OBO’的关系来进行处理。由于AB两球这间的库仑力F和F’是一对相互作用力大小相等,∆OBO’的对应边O’B应和∆OAO’中的对应边AO’相等,而在上图中O’B明显小于AO’,要使其相等,则应将∆OBO’放大为∆O1B1O’(如下图所示),使边O’B1正好等于边AO’。此时∆O1B1O’和∆OAO’之间的对应边的关系正好就代表两球所受各力的关系。不难看出,m2大于m1。

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