第1页 相似三角形法 解决动态平衡问题 首先选定研究对象,先正确分析物体的受力,画出受力分析图,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化转化为三角形边长的大小变化问题进行讨论
例题1 如图所示,杆BC 的B 端铰接在竖直墙上,另一端C 为一滑轮,重力为G 的重物上系一绳经过滑轮固定于墙上A 点处,杆恰好平衡,若将绳的A 端沿墙向下移,再使之平衡(BC 杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则( ) A
绳的拉力增大,BC 杆受压力增大 B
绳的拉力不变,BC 杆受压力增大 C
绳的拉力不变,BC 杆受压力减小 D
绳的拉力不变,BC 杆受压力不变 思路分析: 选取滑轮为研究对象,对其受力分析,如图所示
绳中的弹力大小相等,即 T1=T2=G,T1、T2、F 三力平衡,将三个力的示意图平移可以组成封闭三角形,如图中虚线所示,设AC段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ,则根据几何知识可得,杆对绳子的支持力F=2Gsin θ2,当绳的A 端沿墙向下移时,θ 增大,F 也增大,根据牛顿第三定律,BC 杆受压力增大
图中,矢量三角形与几何三角形ABC 相似,因此 Fm gBCAB ,解得F= ABBC·m g,当绳的A 端沿墙向下移,再次平衡时,AB 长度变短 ,而BC 长度不变,F 变大,根据牛顿第三定律,BC 杆受压力增大
例题2 如图所示,固定在竖直平面 内 的光 滑圆 环 的最 高 点处有 一个光 滑的小孔 ,质量为m 的小球 套 在圆 环 上,一根细 线的下端拴 着 小球 ,上端穿 过小孔 用手 拉住
现 拉动细 线,使小球 沿圆 环 缓 慢 上移,在移动过程 中,手 对线的拉力F 和 轨 道 对小球 的弹力N 的大小的变化情 况 是 ( ) 第2页 A
F 大小将不变 B
F 大小将增大 C
N 大小将不变 D