力的分解——图解法相似题辨析

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  力的分解中有一种方法叫图解法,每届讲完后考试中正答率都不高,还易混淆,因此归纳如下:
  这类题的特点是:物体处于动平衡状态,受三个力,一个力不变(大小方向确定);一个力方向不变,大小改变;另一个力大小方向均变。一般问的是力的定性变化,不需要计算出力的大小。
  例1. 如图1所示,AO,BO绳悬吊一重物,现将绳BO由图中位置逆时针缓慢转动的过程,保持AO绳的方向不变,则AO受到的拉力变化情况是,BO绳受到拉力变化情况是。
  A.先减小后变大
  B.逐渐减小
  C.逐渐增大
  D.先增大后减小
  答案:B ,A
  变型:如图2所示,题干,选项和例1 一样。
  答案:B , B
  解题步骤:(1)对物体受力分析;(2)找到大小方向均不变的力,按效果进行分解,画出力的分解图;(3)根据力的变化,画出动态变化图,(在同一幅图中表示);(4)根据分解图中各边长短分析力的大小如何变化。注:从几何关系中可看出,被分解的力一定是充当对角线。
  刚开始学的时候是力的分解图画不好,动态变化后图中的转折点找不好,但熟练后基本可以掌握,并正确解题。但是到复习阶段就和其他知识混淆了,题型不清,找不准特点。例如下面两个题目:
  例2.如图3所示,质量不计的光滑定滑轮用轻绳悬挂在B点,另一条跨过定滑轮的轻绳一端系重物C另一端固定在墙上A点,若改变B点位置使滑轮发生移动,但始终保持AO段绳子水平,则悬点B所受拉力F的大小变化情况是()
  A.若B左移,F将增大。
  B.若B右移,F将减小。
  C.无论B左移右移,F都减小。
  D.无论B左移右移,F都保持不变。
  错解:此题中分析节点 O,受三个力,OC绳的拉力,OA绳的拉力,OB绳的拉力;OC绳的拉力大小等于重物C的重力,方向不变,竖直向下;AO段绳子水平、方向不变;“改变B点位置使滑轮发生移动”, OB绳方向改变,同学们就根据力的分解法,很快得到正确答案:A,B。
  
  分析:研究对象不再是“节点”,三根绳不是拴接在一起的,这是和例1中图解法分析的本质区别,所以无论B点左移,右移,定滑轮是光滑的,对OA绳的拉力和OC绳的拉力都没有影响,绳子可以绕定滑轮移动,所以OB绳的拉力为OC绳的拉力和OA绳的拉力的合力。即OA绳的拉力等于OC绳的拉力,等于物体的重力,夹角为直角,所以F都保持不变。因此选择D。
  例3. 如图4所示,将一个重物用两根等长的细绳OA、OB悬挂在一个水平光滑圆环的左右两端,细绳OA、OB夹角为120度,现保持B点固定不动,悬点A沿圆环按顺时针方向缓慢移动至B点,在此过程中,重物对OA绳的拉力大小的变化情况是()。
  A.先减小后增大
  B.先增大后减小
  C.一直变小
  D.一直变大
  错解:此题也受三个力,“A沿圆环按顺时针方向缓慢移动”,同学们分析后认为OB绳力的方向不变,当做力的分解法画图分析则选择A、D选项。
  分析:这里与力的分解法相差在OB绳力的方向是改变的,是动态的平衡变化过程,AB两绳间的夹角减小,而合力不变,所以分力都减小。因此应该选择C。
  通过以上分析可知,要想真正做到灵活运用学过的知识,得抓住这类题型的特点,不能看到似曾相识,就“轻车熟路”按原来的想法做,而往往是“失之毫厘,谬以千里”。
   (唐山市丰南一中)
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