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文档简介

动态平衡——相似三角形基础知识讲解+公式推导+例题

一、概述:物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中一个力大小、方向都不变,另外两个力的方向都发生变化,题中可找到相应的几何三角形。此时,根据矢量三角形与几何三角形相似(对应边成比例),通过几何边的变化分析出力的变化。二、常见模型:三、相似三角形相似三角形模型解决问题仍然是三力平衡-一个力恒定、另外两个力的方向同时变化问题,此模型研究对象受力特点相对矢量三角形会复杂一些四、模型特点题目中常出现“缓慢”、“缓缓”等字样,目的是告诉我们物体时刻处于平衡状态。同时图中一般有转动或绕心运动的情况。受力分析,构造矢量三角形。当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时用此法。然后用相似三角形对应边成比例进行列式分析动态问题和极值问题。五、题型解法相似三角形解法重点在两个三角形的寻找和构建,而这两个三角形中:一个为力的三角形,一个为几何三角形。力的三角形从受力分析后进行构建。几何三角形课根据物体运动时的动边进行构建。所以:第一步:受力分析、构建例的三角形第二步:根据运动情况构建几何三角形第三步:根据三角形相似,建立比例关系,进而推导出结论!六、举个例子感受下:有一个带铰链的轻杆OB,有一根轻绳OA系在O点,同时O点下方悬挂一个质量为m的小球。此时轻杆水平且处于静止状态。轻绳和轻杆的夹角为θ,A、B两点间距离为h,轻绳长度为L1,轻杆长度为L2。此时轻绳上的拉力记为F1,轻杆上对O点的力记为F2,问此时F1和F2大小,以及此时F1和F2谁大?场景如图所示:这是一个典型的细绳和杆的问题。这个杆上带有铰链,因此杆产生的作用力一定是沿着杆的方向,细绳产生的拉力一定沿着绳子方向。根据静止状态受力平衡,对O点做受力分析如图所示:我们可以通过平移对应的力,构造一个更明显的力的矢量三角形,和几何三角形相似。如中黄色的小三角形即力的矢量三角形,绿色大三角形为细绳、轻杆、AB间距离构成的几何三角形,这两个三角形相似(角角角定理即可证明)。然后得出对应的比例关系,最后求出F1和F2的表达式。至于两个力的大小,在构造的三角形里,显然细绳上的拉力是直角三角形的斜边,斜边最大,所以F1>F2。举一反三的时刻到了······(猎杀时刻)如果保持细绳长度不变,向上拉动轻杆(轻杆还是原来的轻杆),那么F1和F2大小怎么变呢?是都变大,还是都变小,还是一个变大一个变小,还是先变大再变小,又或者先变小再变大?不瞎猜,定量算。画出对应的场景图:做出对应的受力图:同样的构造三角形,三角形相似,得到:因为L1、L2、m都不变,向上拉动,相当于h增大,而h在表达式的分母上,那么随着h的增大,F1不断减小,F2不断减小。七、小结:解决

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