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【高中物理】共点力平衡——动态平衡专题
PART
01
什么是动态平衡?
核心特征
物体的状态发生缓慢变化(题目中常出现"缓慢""慢慢""渐渐"等关键词),速度 v ≈ 0,加速度 a ≈ 0,每一时刻都可按静力学平衡处理。
PART
02
常考模型
一

解析法(正交分解法)

适用情形
物体受到三个及以上力的作用,且无特殊角可利用时,采用正交分解建立平衡方程,通过函数关系确定因变量的变化。
解题步骤
受力分析 → 建系 → 分解力 → 列方程:
• x 方向:
• y 方向:
根据自变量的变化,利用函数关系确定因变量的变化趋势。
典例分析


二

矢量三角形法(图解法)

适用情形
三力平衡中:一个力为恒力(大小方向不变),另一个力方向不变,第三个力大小方向均改变。
解题步骤
• 进行受力分析
• 平移方向改变的力
• 构建力的矢量三角形,首尾相接
• 分析三角形边长变化,判断力的大小变化
典例分析


三

相似三角形法

适用情形
三力平衡中:一个力为恒力,另外两个力方向均改变,且夹角也改变。但存在实物几何三角形与受力矢量三角形相似。
解题步骤
• 受力分析,三力首尾相连构建矢量三角形
• 找到与力三角形相似的几何三角形
• 列出相似比例式
• 根据几何边长变化判断力的变化
方法总结 · 三边平行找相似
典例分析


四

辅助圆法(动态矢量圆)

适用情形
三力平衡中:一个力大小方向不变,另两个力的夹角保持不变(两个力大小、方向都在改变)。
解题步骤
• 受力分析,画出力的三角形对应的外接圆
• 判断力的旋转方向
• 根据圆的几何关系对应力的变化
解题原理
根据圆周角定理:同一弦所对的圆周角相等。将力三角形平移后,由于两力夹角不变,力的矢量端点轨迹在一个外接圆上。
典例分析


五

拉密定理(正弦定理)

适用情形
三力平衡中:一个力为恒力,另两个力方向均变化,但夹角为定值(与辅助圆法适用条件相同,可互换使用)。
定理公式
典例分析


解题注意
辅助圆法和拉密定理适用条件完全相同,考试时哪个方便用哪个。一般辅助圆更直观,拉密定理更适合定量计算。
六

晾衣架动态活结模型

适用情形
三力平衡中:两个大小相同,夹角相同的力,另一个力大小和方向均不变,出现活结动态平衡。
方法概括
绳长不变看间距,间距越大力越大,间距越小力越小,间距不变力不变
典例分析


PART
03
方法总结
方法选择速查表

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