共点力作用下的动态平衡问题中,由于变量比较多,所以通常用一些特殊的方法进行求解,但总是离不开用数学求解物理问题的两个基本模式——解析法和图象法,针对不同特点的试题我们要采取更具针对性的方法,下面我们把求解共点力作用下的动态平衡问题方法归纳为三类:
1.解析法
在高中阶段的共点力作用下的动态平衡问题中,用解析法仅限于解变量数较少(主要是两个变量或能转化为两个变量)的题目,我们通过建立直角坐标系,在两个坐标轴方向上列两个方程,通道解方程组获得两个变量的变化情况.
2.图解法(矢量三角形法)
图解法适用于变量较多,但又有特点的动态平衡问题.其特点为:
(1)三个共点力(或能转化为三个共点力)作用下的动态平衡问题;
(2)有一个力大小、方向均不变;
(3)有另外一个力的方向始终不变,
以上三点必须同时满足才能用图解法进行求解.用图解法解题时一般先画出初始状态的三角形,然后根据方向发生改变的那个力的变化情况依次作出几个矢量三角形(一般应含力具有极值的状态),最后根据矢量三角形中边长的变化判断力的大小的变化情况。
3.相似三角形法
在共点力作用下的动态平衡问题中,受一个恒定外力和两个方向变化的外力作用而平衡的问题,由于题目中的变量较多,单纯应用平衡条件列出解析方程往往不易讨论清楚,而此类题目一般在已知量中给出的边长的信息较多,在这种情况下,我们采用相似三角形法.
作出物体受力的矢量三角形,然后找出相对应的相似几何三角形,再根据矢量三角形和几何三角形对应边长的比值相等列方程求解或讨论.