图5-4-1
解先以物体m为研究对象,它受到两个力,即重力和悬线的拉力,因为物体处于平衡状态,所以悬线中的拉力大小为F=mg.
再取O点为研究对象,该点受三个力的作用,即AO对O点的拉力F1、BO对O点的拉力F2、悬线对O点的拉力F,如图5-4-2所示:
图5-4-2 图5-4-3
a.用力的分解法求解:
将F=mg沿F1和F2的反方向分解,得到
F′=mgtanθ;F″=mg/cosθ,
得到F1=mg/cosθ;F2=mgtanθ
b.用正交分解合成法求解
建立平面直角坐标系
由Fx合=0及Fy合=0得到
解得F1=mg/cosθ F2=mgtanθ
2.结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤:
(1)确定研究对象;
(2)对研究对象进行受力分析,并画受力图;
(3)据物体的受力和已知条件,采用力的合成、分解、图解、正交分解法,确定解题方法;
(4)解方程,进行讨论和计算.
3.学生用上述方法求解下面例题,并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析.
[例题剖析2]如图5-4-4所示,两物体重分别为G1、G2,两弹簧劲度系数分别为k1、k2,弹簧两端与物体和地面相连.用竖直向上的力缓慢向上拉G2,最后平衡时拉力F=G1+2G2.求该过程系统重力势能的增量.
图5-4-4