各位同学大家好,欢迎来到十点课堂,跟勇哥学物理,今天距离高考第60天,我们分享的主题是受力分析-正交分解法。 在上一堂课当中,我们讲到了正交分解法的步骤,总共分四步: 画力、建轴、分解、列式 今天让我们再讲一个正交分解的例题,还是以斜面模型为例来讲解一下。 如图所示,质量为m的物体静止在斜面上,现在施加竖直向下的力F,给它施加一个竖直向下的力F后,问物体是否还能够静止? 在施加力F之前,物块是静止的,根据正交分解法解得: 支持力:N=G2=mgcosθ摩擦力:f=G1=mgsinθ 在施加力F之后,我们进行正交分解,把竖直方向上的力F,分解成为沿斜面方向F1和垂直斜面的F2, 在两个坐标轴方向列式,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,物体是静止的,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 又物体所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 所以我们也就可以得到, 在施加力F之前,摩擦力也可以用摩擦因数乘以支持力来表示,即 μmgcosθ≥mgsinθ, 等于是物体静止时的临界条件。 由此我们就可以得到,在施加力竖直方向的力F之后, 可以得到关系式: μ(mg+F)cosθ≥(mg+F)sinθ 这个式子仍然成立,所以物体所受到的滑动摩擦力(最大的静摩擦力)仍然大于向下的分力,所以物体仍然是静止的。 请同学们在理解一下上述的分析过程。 如果物体在斜面上是静止的,施加一个竖直向下的力,就相当于使物体的质量增加了,对它进行受力分析之后,在两个轴上仍然是受力平衡的状态,物块还是静止的。 所以我们就可以总结如下: 1、如果物体在斜面上静止,施加竖直向下或者竖直向上的力F,物体仍然能够静止;2、如果物体在斜面上静止,增大或者减小物体的质量,物体仍然能够静止。 放置物体能否在斜面上静止,取决于它与斜面之间的摩擦因数。 在μ≥tanθ的情况下,如果把一个物体放置在斜面上,它应该是受力平衡的(静止的), 在μ<tanθ的情况下,如果把一个物体放置在斜面上,它会向下做加速运动。 今天的分享就到这里,请同学们再理解一下上面这个题目,咱们明天继续,明天见。 |
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