动态平衡:矢量三角形(6)

实验目的

会画矢量三角形,用边长的变化判断力的大小变化。

实验原理

物体受三个力作用而平衡,则合力为零,三个力可平移后首尾相接构成封闭三角形。一般先确定大小方向都不变的力(如重力),再看另一个力方向不变,第三个力方向改变。三角形的边长就表示力的大小,边长变化即对应力的变化。

实验器材

• 受三个力平衡的物体(演示模型)
• 大小方向不变的力
• 方向不变的力
• 方向变化的力及矢量三角形

实验步骤

1. 对物体受力分析,标出三个力
2. 找出大小方向都不变的力,画为三角形一边
3. 画出方向不变的力的方向线
4. 缓慢改变第三个力的方向,观察三角形变化
5. 根据边长变化判断各力的增减,并找出极值

实验现象与结论

第三个力方向改变时,矢量三角形的形状改变,另外两个力对应的边长随之增大或减小。当方向变化的力与方向不变的力垂直时,该力取最小值。

注意事项

• 三个力必须首尾相接,箭头方向不能画错
• 要先分清哪些量不变、哪些量变化

常见问题

矢量三角形法适用于哪类问题?

适用于受三个力平衡,其中一力恒定,一力方向不变的动态问题。

如何用矢量三角形找最小力?

方向变化的力与方向不变的力垂直时,该力最小。