破解静力系统问题方法.pdf

37卷第 5期 物 理 教 学 Vo1．37NO．5 2015年 5月 PHYSICSTEACH ING M ay．2015 破解静力系统 问题 的方法 吕华荣 (绍兴市教育教学研究院 浙江 312000) 摘 要 对复杂静力系统的受力分析 ，一直是一个 困扰学生的问题 ，现通过实例分析 ，归纳 出三种有效方法 ：将立体 图转 化为平面 图；利用虚功原理 ；运用 坐标法 。 关键词 静力 系统 平衡 平面 图 虚功原理 坐标 法 文章编号 1002—0748(2015)5—0060 中图分类号 G633 ·7 文献标识码 B 看到一道复杂静力系统的受力分析问题 ，往往给 △ABC是等边三角形 ，AB …BC AC n。 ② 人的初步感觉通常是情境很熟悉 ，但真去分析求解的 故棱柱 0 BC为正 四 时候 ，发现受力关系多而杂，切入点不清晰。在中学 面体 ，如图2所示。三角形 物理 中，力大多是在一个平面上 ，叫二维力系 (平面力 薄板所受的力有 ： 系)。但在物理竞赛和 自主招生考试中，出现三维力 (1)B、C处碗 面对板 系怎样处理呢?还有结构复杂的多杆平衡力系、多点 的作用力N 和N 均垂直 摩擦平衡问题，对学生来说都是很大的挑战，下面通 于碗面，指向球心 0。又由 过对几个实例的分析 ，介绍三种解决的方法。 对称性可知 ，N 一 N ③ ， 图2 一 、 将立体 图转化为平面图 它们 的合力 N盯沿 COB 已知的研究对象是一个立体模型 ，直接分析有 的角平分线 DO的方向，其大小为 困难 ，需对研究对象从不同的角度去观察和剖视 ，得 到的平面图称为 “三视图”。即：正视 图、俯视 图、侧 N 一2NBCOS30。一,／5NB ④ 视图，也就是把立体 图转化成平面 图。 DO的长度 例 1 (第 24届全 国物理 一 竞赛预赛题)如图1所示，有一 DO 一O一BCOS30。一 口 ⑤ 固定的、半径为 n、内壁光滑的 半球形碗 (碗 口处于水平位 (2)重力 FG的大小 F 一mg。 ⑥ 置)，O为球心。碗内搁置一质 它作用于三角形 ABC的重心G。G位于 AD 图 1 量为 、边长为 a的等边 三角 上 ，与 A 的距离