处理物体动态平衡的几种方法
物体的动态平衡是指物体在运动中的平衡。它是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化,在此过程中物体始终处于一系列的动态平衡状态。这类问题具有一定的综合性和求解的灵活性,可以充分考查学生分析问题、解决问题的能力。本文以实例对这类问题进行讨论。
一、函数法
例1:一盏电灯重为G,悬于天花板上A点,在电线O处系一细线OB,使电线OA偏离竖直方向的夹角为β=300,如图1(a)所示。现保持β角不变,缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止,此时OB与水平方向的交角α等于多少?最小拉力是多少?
解析:在电线OA、OC以及绳OB三个力的作用下,结点O处于平衡状态。当α角发生改变时,因β角保持不变,所以重物始终处于动态平衡,结点O受电线OC的拉力TC大小为G,方向保持不变。任选一状态受力分析如图1(b)所示,据三力平衡特点可知:OA、OB对O点的作用力TA、TB的合力T与TC等大反向,即:
T=TC=G ……………………………… ①