物體平衡條件
(1)平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。
由此可見(jiàn)，平衡狀態(tài)分兩種情況：
一種是靜態(tài)平衡，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度v=0，物體的加速度a=0;
另一種狀態(tài)是動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度v≠0，物體的加速度a=0。
(2)物體處于平衡狀態(tài)，其受力必須滿(mǎn)足合外力為零，即F合=0，加速度=0.這就是共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
拉密定理
如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，那么這個(gè)力的大小分別與另外兩個(gè)力的夾角的正弦成正比。
平衡條件的推論
(1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小相等、方向相反，為一對(duì)反力。
(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)力的作用下處在平衡狀態(tài)，那么這三個(gè)力不是平行的話(huà)就必共點(diǎn)，而且其中兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力大小相等、方向相反。
根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們求解三力平衡問(wèn)題時(shí)，常用的方法是力的合成法，當(dāng)然也可以用分解法(包括正交分解)、力的矢量三角形法和相似三角形法等。
(3)多力平衡：如果物體受多個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小相等、方向相反。
平衡問(wèn)題處理方法
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方法 |
基本思路 |
求解方法 |
條件 |
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正交分解 |
變矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算 |
將個(gè)力分解到x軸和y軸上，運(yùn)用兩坐標(biāo)軸的合力等于0的條件列方程求解∑Fx=0，∑Fy=0 |
三個(gè)或三個(gè)以上共用力作用下物體的平衡 |
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矢量三角法 |
構(gòu)建矢量三角形，利用幾何知識(shí)求解 |
物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形；反之，若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零，利用有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)可求出未知力 |
三力平衡 |
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力的合成法 |
通過(guò)平行四邊形定則，構(gòu)建矢量三角形，利用幾何知識(shí)求解 |
物體受三力平衡時(shí)，任意兩個(gè)力的合成與與第三個(gè)力等大反向，可以應(yīng)用三角函數(shù)、相似三角等知識(shí)求解 |
三力平 |