动态平衡：矢量三角形（7）

实验目的

会画封闭的矢量三角形，并用它判断动态平衡中各力的变化。

实验原理

物体受三个力平衡时，三个力首尾相接构成封闭三角形。若一个力 G 大小方向不变，另一个力 F1 方向不变，第三个力 F2 大小方向都变化，则 F2 的末端沿 F1 所在直线移动。当 F2 与 F1 垂直时，F2 取最小值。

实验器材

• 受力物体
• 恒力（如重力）的箭头
• 方向不变的力的箭头
• 大小方向都变化的力的箭头
• 封闭的矢量三角形

实验步骤

1. 确认物体受三个力，找出恒力和方向不变的力
2. 把三个力首尾相接，画出封闭三角形
3. 缓慢改变演示条件，观察第三个力的方向变化
4. 比较三角形各边长度，判断各力大小的变化
5. 找到第三个力与方向不变的力垂直的位置，确认最小值

实验现象与结论

第三个力的方向变化时，三角形的形状随之改变，另两个力的大小按边长变化。当第三个力与方向不变的力垂直时，该力最小。具体变大、变小的趋势取决于转动方向，以演示为准。

注意事项

• 矢量三角形必须闭合
• 先判断哪个力恒定、哪个力方向不变
• 最小值结论要求另一力方向保持不变

常见问题

矢量三角形法适合什么类型的题？

三力平衡，一个力恒定，一个力方向不变，第三个力大小方向都变化时最适用。

什么时候第三个力最小？

当它与方向不变的那个力垂直时最小。