动态平衡：矢量三角形（1）

实验目的

会用矢量三角形图解法分析动态平衡。

实验原理

物体受三个力平衡时，三力首尾相连构成封闭三角形。重力大小方向恒定，其中一个力方向不变，第三个力方向缓慢改变，三角形的形状随之变化。比较各边长度即可判断各力大小的变化，第三个力与方向不变的力垂直时最小。

实验器材

• 受力物体
• 大小方向恒定的力
• 方向不变的力
• 方向缓慢变化的力
• 封闭的矢量三角形

实验步骤

1. 确定研究对象，标出三个力，分清恒力、定向力和变向力。
2. 把三个力平移为首尾相连的封闭三角形。
3. 保持恒力的边不动，作出方向不变的力所在的直线。
4. 缓慢改变第三个力的方向，观察三角形各边长度的变化。
5. 找出边长最短的位置，即第三个力的最小值。

实验现象与结论

第三个力方向变化时，矢量三角形的形状随之改变，三条边长度不断变化，即各力大小变化。当第三个力与方向不变的力垂直时，第三个力最小，各力的变化趋势可从边长直接读出。

常见问题

矢量三角形法适用于什么情况？

三力平衡，一个力恒定，另一个力方向不变，第三个力方向改变。

怎样确定第三个力的最小值？

当第三个力与方向不变的那个力垂直时，该力最小。