人教版 2019 · 必修第一册 / 3.5

共点力的平衡

双绳悬挂的物体,绳越接近水平,拉力怎样变化?

第 3 章 · 相互作用——力第 5 节 · 教材 p.76
改变两根绳与竖直方向的夹角,观察两侧张力及分量平衡。
共点力平衡 / 双绳悬挂向右、向上为正
T左T右Gα = 35°β = 35°ΣFₓ = 0,ΣFᵧ = 0
角度均从竖直方向量起。两绳方向及受力箭头使用相同模型;箭头按共同力比例缩放。
左绳张力11.96 N
右绳张力11.96 N
合力 x / y0.00 / 0.00 N

把现象,连回知识

3.5

核心概念

平衡状态
物体静止或作匀速直线运动时处于平衡状态。瞬时速度为零不一定是平衡。
共点力平衡条件
受到的共点力矢量和为零。两个垂直方向都需要满足分量和为零。
受力分析
只画研究对象实际受到的力,逐个查找施力物体;再选坐标轴、分解并列方程。
ƒ

公式与适用条件

ΣF = 0;ΣFₓ = 0;ΣFᵧ = 0

共点力作用、静止或匀速直线运动;各分量按同一坐标系取符号。

对称双绳:2Tcosθ = mg

两绳对称,θ 为每根绳与竖直方向夹角,忽略绳重。

容易混淆

  • 静止的瞬间未必平衡,例如竖直上抛到最高点。
  • 双绳越平,竖直分量占比越小,维持同样重力需要更大张力。

平衡题四步

  1. 选物体或结点为对象,标出全部实际受力。
  2. 用合成或正交分解写出两个方向的平衡关系。
  3. 解出力后检查方向、静摩擦上限和绳只能拉不能推等约束。
想一想 · 概念自测
物体做匀速直线运动,所受共点力的合力为?
完成基础与自测之后

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