题目
物体受平面内三个互不平行的力作用而平衡,三个力的作用线( )A. 必交于一点B. 必交于二点C. 必交于三点D. 交于一点、二点、三点都可能
物体受平面内三个互不平行的力作用而平衡,三个力的作用线( )
A. 必交于一点
B. 必交于二点
C. 必交于三点
D. 交于一点、二点、三点都可能
题目解答
答案
A. 必交于一点
解析
考查要点:本题主要考查平面内三个互不平行的力平衡时的作用线交点问题,涉及共点力平衡的条件及力的矢量合成原理。
解题核心思路:
当三个力平衡时,它们的矢量和为零。由于三个力互不平行且共面,任意两个力的合力必须与第三个力大小相等、方向相反。此时,这三个力的作用线必须交于一点,否则无法满足合力为零的条件。
破题关键点:
- 共点性:若三个力的作用线不交于一点,则无法保证合力为零,因为合力的矢量和需要作用线共线才能完全抵消。
- 非平行性:互不平行的力决定了它们的合力方向唯一,必须通过交点才能平衡。
分析过程:
- 平衡条件:三个力平衡时,矢量和为零,即 $\vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{F_3} = 0$。
- 合力关系:任意两个力的合力与第三个力等大反向,例如 $\vec{F_1} + \vec{F_2} = -\vec{F_3}$。
- 作用线共点:
- $\vec{F_1}$ 和 $\vec{F_2}$ 的作用线必须相交于某一点 $O$,其合力的作用线也通过 $O$。
- $\vec{F_3}$ 的作用线必须通过 $O$,否则 $\vec{F_3}$ 的方向与合力方向不共线,无法平衡。
- 结论:三个力的作用线必交于一点。
错误选项排除:
- B、C:若作用线交于两点或三点,无法保证所有力的合力为零。
- D:题目中三个力互不平行,排除“可能交于多点”的情况。