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
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。
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
- 选物体或结点为对象,标出全部实际受力。
- 用合成或正交分解写出两个方向的平衡关系。
- 解出力后检查方向、静摩擦上限和绳只能拉不能推等约束。
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