共点力平衡演示
拉力与张力-夹角图 (F、T–θ)
张力正交分量图 (Tx、Ty–θ)
参数设定
45°
1.0 kg
1.0×
平衡条件:ΣFx = 0,ΣFy = 0(共点力合力为零);"缓慢移动" = 准静态过程,每一时刻均为平衡态。
平衡方程:F = mg·tanθ,T = mg/cosθ(g = 10 m/s² 固定);θ 增大 → F、T 都增大,T = mg/cosθ ≥ mg 恒成立;θ→90° 时 F、T → ∞(绳越接近水平越难拉;图示与曲线范围取 0~60°,其中重力箭头长度恒定不变)。
三力平衡 ⇒ 任意两力的合力与第三力等大反向:G 与 F 的合力 = −T(沿绳延长线);三力首尾相接构成封闭三角形。
正交分解:竖直分量 Ty = T·cosθ = mg(恒"托住"重力),水平分量 Tx = T·sinθ = F。(拓展:相似三角形法 T/L = mg/(L·cosθ))
平衡方程:F = mg·tanθ,T = mg/cosθ(g = 10 m/s² 固定);θ 增大 → F、T 都增大,T = mg/cosθ ≥ mg 恒成立;θ→90° 时 F、T → ∞(绳越接近水平越难拉;图示与曲线范围取 0~60°,其中重力箭头长度恒定不变)。
三力平衡 ⇒ 任意两力的合力与第三力等大反向:G 与 F 的合力 = −T(沿绳延长线);三力首尾相接构成封闭三角形。
正交分解:竖直分量 Ty = T·cosθ = mg(恒"托住"重力),水平分量 Tx = T·sinθ = F。(拓展:相似三角形法 T/L = mg/(L·cosθ))
实时数值
夹角 θ(对竖直)60°
质量 m1.0 kg
重力 G = mg10.0 N
水平拉力 F17.32 N
绳张力 T20.00 N
T 水平分量 Tx17.32 N
T 竖直分量 Ty10.00 N
T / G2.00 × G
平衡状态准静态平衡:ΣFx=0,ΣFy=0
—— T 绳张力(黄)
—— F 水平拉力(橙)
—— G 重力(蓝)
– – 辅助线(G+F = −T / 初始竖直位置)
◌ 幽灵球 = 初始竖直位置
空格 = 演示/暂停 · R = 重置