平衡问题物体处于静止或匀速运动状态,称之为平衡状态。平衡状态下的物体是高中物理中重要的模型,解平衡问题的基础是对物体进行受力分析。物体的平衡在物理学中有着广泛的应用:在静力学中有单体平衡、多体平衡;在电磁学中也有很多内容涉及平衡问题,如带电粒子在电、磁场中的运动、电磁感应中的收尾速度等等,都可能用到物体平衡知识。一、平衡态物体的特点:⑴ 平面共点力作用下的物体受到的合外力为零。如果物体仅受三个力,则任意两力的合力与第三力大小相等、方向相反。合外力为零,意味着物体受到的诸力在任一方向上的分力的矢量和为零,因而常用正交分解法列平衡方程。形式为:⑵ 有固定转动轴物体的平衡,其合力矩为零,即 M 合=0。它表示使物体顺时针转动的力矩等于使物体逆时针转动的力矩。二、平衡状态研究方法平衡态问题的研究方法,从研究对象的选取看,有整体法和隔离体法;从具体的求解过程看,有定量计算法(解析法)和定性分析法;从定量计算法的运用数学知识看,又分为相似三角形法和正弦、余弦定理及直角三角形的边角关系等方法。定性分析法,因不要求定量计算,一般采用图示法(力三角形法或平行四边形法)。另外还有常见的假设法、正交分解法等经典例题五根细线连接如图,BE、CF 两根细线下端分别系有重物 P、Q。静止时 AB 段恰好水平,BC 段跟水平方向的夹角 α 和 CD 段跟竖直方向的夹角 β 均为 30º。已知重物 P的重量为 G1=30N。求:⑴ AB 段细线对结点 B 的拉力大小 F1;⑵重物 Q 的重量 G2;⑶ CD 段细线对结点 C 的拉力大小 F2。00yxFFαBEACDβPQF300G600ABCFAyxFCFB分析与解答:⑴以 B 点为对象,共点力平衡,用平行四边形定则求 AB 绳的拉力为 30N,同时可以求出 BC 线上的拉力为60N。⑵ 以 C 点为对象,共点力平衡,做出相应的平行四边形,其中重力 G2和 BC 线对 Q 的拉力等大,因此 G2=60N⑶ 由上问的平行四边形可求得 CD 线对结点 C 的拉力是 BC 线拉力的倍。变式 1 在图中,AO、BO、CO 是三条完全相同的细绳,并将钢梁水平吊起,若钢梁足够重时,绳 A 先断,则A.θ=120°B.θ>120°C.θ<120°D.不论 θ 为何值,AO 总先断分析与解答:当 θ=120°时,三绳的拉力互成 120°角,三力大小相等,当 θ<120°时,FAO>FBO=FCO,此时 AO 绳先断,故答案为 C。经典例题如图所示,轻绳 AC 与天花板夹角 α=300,轻绳 ...