动态平衡：多物体模型（4）

实验目的

学会合理选取研究对象，分析多物体系统中各力随条件变化的规律。

实验原理

系统缓慢变化时，整体和每个物体都满足 ΣF = 0。对整体列方程，只涉及系统外力；对单个物体列方程，可求出连接物体的绳的拉力、接触面上的弹力和摩擦力。把两种方法得到的结论结合，就能判断各力的变化。

实验器材

• 系统中的各个物体
• 轻绳、接触面等连接和约束部分
• 各力的示意箭头
• 演示中可改变的参数（如角度、位置）

实验步骤

1. 观察演示，明确各物体的位置和连接方式
2. 画出整体所受的外力，写出平衡条件
3. 改变可调参数，观察外力箭头的变化
4. 选一个受力较少的物体隔离，画出受力图
5. 用平衡条件分析绳的拉力或弹力如何变化
6. 对照演示，检验自己的判断

实验现象与结论

改变参数的过程中，系统始终保持平衡，各力的箭头连续变化且合力为零。把整体法和隔离法的结论结合起来，可以判断每个力是变大、变小还是不变。具体趋势以演示为准。

注意事项

• 选研究对象时，尽量选受力少的物体
• 画受力图要包含重力、弹力、摩擦力和拉力
• 不要把内力画进整体的受力图

常见问题

为什么整体法不用考虑绳的拉力？

绳连接的是系统内部的物体，拉力是内力，成对出现、相互抵消，整体法只需分析外力。

动态平衡题一般怎么判断力的变化？

常用解析法、矢量三角形法、相似三角形法等，要根据题中不变量选择。