高考物理100講丨第60天 受力分析—正交分解法2

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高考物理100講丨第60天 受力分析—正交分解法2


各位同學大家好,歡迎來到十點課堂,跟勇哥學物理,今天距離高考第60天,我們分享的主題是受力分析-正交分解法。

在上一堂課當中,我們講到了正交分解法的步驟,總共分四步:

畫力、建軸、分解、列式

今天讓我們再講一個正交分解的例題,還是以斜面模型為例來講解一下。

高考物理100講丨第60天 受力分析—正交分解法2


如圖所示,質量為m的物體靜止在斜面上,現在施加豎直向下的力F,給它施加一個豎直向下的力F後,問物體是否還能夠靜止?

在施加力F之前,物塊是靜止的,根據正交分解法解得:

支持力:N=G2=mgcosθ摩擦力:f=G1=mgsinθ


在施加力F之後,我們進行正交分解,把豎直方向上的力F,分解成為沿斜面方向F1和垂直斜面的F2,

在兩個座標軸方向列式,可以得到:

支持力:N=G2+F2=mgcosθ+Fcosθ摩擦力:f=G1+F1=mgsinθ+Fsinθ


在施加力F之前,物體是靜止的,所以它受到的摩擦力和重力向下的分力G1是相等的,即f=G1=mgsinθ

又物體所受到的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力,

所以我們也就可以得到,

在施加力F之前,摩擦力也可以用摩擦因數乘以支持力來表示,即

μmgcosθ≥mgsinθ,

等於是物體靜止時的臨界條件

由此我們就可以得到,在施加力豎直方向的力F之後,

可以得到關係式:

μ(mg+F)cosθ≥(mg+F)sinθ

這個式子仍然成立,所以物體所受到的滑動摩擦力(最大的靜摩擦力)仍然大於向下的分力,所以物體仍然是靜止的。

請同學們在理解一下上述的分析過程。

如果物體在斜面上是靜止的,施加一個豎直向下的力,就相當於使物體的質量增加了,對它進行受力分析之後,在兩個軸上仍然是受力平衡的狀態,物塊還是靜止的。

所以我們就可以總結如下:

1、如果物體在斜面上靜止,施加豎直向下或者豎直向上的力F,物體仍然能夠靜止;2、如果物體在斜面上靜止,增大或者減小物體的質量,物體仍然能夠靜止。


放置物體能否在斜面上靜止,取決於它與斜面之間的摩擦因數。

μ≥tanθ的情況下,如果把一個物體放置在斜面上,它應該是受力平衡的(靜止的),

μ<tanθ的情況下,如果把一個物體放置在斜面上,它會向下做加速運動。

今天的分享就到這裡,請同學們再理解一下上面這個題目,咱們明天繼續,明天見。


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