㉒ 动态平衡
三法切换(矢量三角形法 / 相似三角形法 / 正交分解法)× 四场景(绳杆挂重 / 动态斜面 / 半圆挂饰 / 三力平衡)。滑块调参数看力如何变化;也可 拖拽画面关键点(绳端 / 斜面 / 滑轮 / F₂ 尖端)直接改角度和大小。
解题方法
教学场景
场景绳杆挂重
方法矢量三角形法
F₁— N · —°
F₂— N · —°
F₃— N · —°
平衡—
动态平衡三法(高考必修一/必修二核心):
① 矢量三角形法:三力首尾相接 → 若闭合三角形则平衡;调参数看三角形形态如何演化。
② 相似三角形法:适用有明显实物三角形的题(绳杆、半圆),"实物三角形 ∽ 力三角形",对应边成比例。
③ 正交分解法:任意三力可用;沿 x/y 分解,ΣFx=0 与 ΣFy=0 联立求解。
玩法:
• 场景 1(绳杆挂重):调 θ 或直接拖绳的墙上端 B 点。观察 θ 越大绳张力越大(T=mg/cosθ)。
• 场景 2(动态斜面):调 α 或拖斜面顶点。观察 α 增大 → 支持力 N 减小、摩擦 f 增大。
• 场景 3(半圆挂饰):调 φ 或拖 A 点。核心结论:绳张力恒等于 mg(绳绕光滑滑轮),φ 变化时张力不变,只有钉子受压随之变化。
• 场景 4(三力平衡):调 F₂ 大小和方向或拖 F₂ 尖端。仅当三力闭合时物体静止,否则显示"未闭合"提示。
• 切换"相似三角形法"看场景 3 张力恒定的推导;切换"正交分解法"看列表化的 ΣFx / ΣFy 表格。