例1 在水平面上的物体
一本书放在水平桌面上,书受到两个力的作用.书由于受到地球的吸收而受到重力G,方向竖直向下.书压在桌面上使桌面发生极微小的形变,发生形变的桌面对书产生支持力N,方向竖直向上.书的受力图如图1所示.由于书是静止在桌面上的,所以G和N是作用在书上的相互平衡的力,它们大小相等方向相反.
一个在水平面上运动的木块,运动越来越慢,最后停下来.在这个过程中,木块受到几个力的作用?木块除了同样受到的重力G和支持力N的作用外,还受到滑动摩擦力f的作用.滑动摩擦力f的方向与木块运动的方向相反.木块的受力图如图2所示.
木块其实还受到空气的阻力.空气阻力的方向也跟木块运动的方向相反.空气阻力的大小跟物体的运动速度有关系,速度越大,空气阻力越大.空气阻力的大小还跟物体的横截面积和形状有关系,横截面积越大,空气阻力越大.木块的横截面积较小,而且运动速度不大,在分析它的受力情况时,空气阻力可以忽略不计.可是,在分析汽车、电车、火车的受力情况时,空气阻力往往不能忽略不计,这时常把摩擦阻力和空气阻力合在一起,一并加以考虑.
如果用水平的绳拉着木块在水平面上运动,那么,木块除了同样受到重力G、支持力N和滑动摩擦力f的作用外,还受到绳的拉力F.木块一共受到四个力的作用,受力图如图3所示.
在图2和图3所示的情形里,木块沿着水平方向运动,竖直方向的两个力G和N,跟木块静止在水平面上的情形一样,仍旧是互相平衡的力.也就是说,重力G和支持力N大小相等方向相反.
例2 在斜面上运动的物体
一个木块沿着光滑的斜面下滑,它受到几个力的作用?木块受到重力G,方向竖直向下.由于木块压斜面,斜面发生形变而对木块产生支持力N,方向垂直于斜面并指向被支持的木块.木块受到这两个力的作用,受力图如图4所示.
如果斜面不是光滑的,那么,木块沿着斜面下滑时,除了受到重力G和支持力N以外,还受到滑动摩擦力f的作用,它的方向与木块运动方向相反,沿着斜面向上.木块的受力图如图5所示.
有人可能认为,木块既然沿着斜面下滑,它一定还受到一个“下滑力”.我们知道,力是物体对物体的作用,力不能离开物体而独立存在.木块所受的重力G、支持力N和滑动摩擦力f,是木块周围的物体即地球和斜面施加给木块的.木块周围再没有别的物体对它施加力的作用.因此,另外附加一个“下滑力”,便是多余的.至于木块为什么下滑,同学们学到后面就会明白了.
例3 几个物体组成的系统
如图5所示四块完全相同的砖,用两块相同的木板夹住.分析中间两块砖之间的摩擦力.
四块完全相同的砖,如果隔离开单独分析,需要分析四个研究对象。这个分析过程留给同学们当作课后习题来完成,我们下面用从整体到部分的方法来进行.四块砖看成一个整体,两侧的木板必然对整体有竖直向上的力以平衡它们的重力;再把左侧两块砖和右侧两块砖分别隔离出来当作研究对象,二者是完全对称的,因此它们之间不会存在竖直方向力,如果存在竖直方向上的力,二者受力情况就会不同.所以这个问题可以从这个角度比较容易地得出中间两
块砖不存在摩擦力的结果.
一本书放在水平桌面上,书受到两个力的作用.书由于受到地球的吸收而受到重力G,方向竖直向下.书压在桌面上使桌面发生极微小的形变,发生形变的桌面对书产生支持力N,方向竖直向上.书的受力图如图1所示.由于书是静止在桌面上的,所以G和N是作用在书上的相互平衡的力,它们大小相等方向相反.
一个在水平面上运动的木块,运动越来越慢,最后停下来.在这个过程中,木块受到几个力的作用?木块除了同样受到的重力G和支持力N的作用外,还受到滑动摩擦力f的作用.滑动摩擦力f的方向与木块运动的方向相反.木块的受力图如图2所示.
木块其实还受到空气的阻力.空气阻力的方向也跟木块运动的方向相反.空气阻力的大小跟物体的运动速度有关系,速度越大,空气阻力越大.空气阻力的大小还跟物体的横截面积和形状有关系,横截面积越大,空气阻力越大.木块的横截面积较小,而且运动速度不大,在分析它的受力情况时,空气阻力可以忽略不计.可是,在分析汽车、电车、火车的受力情况时,空气阻力往往不能忽略不计,这时常把摩擦阻力和空气阻力合在一起,一并加以考虑.
如果用水平的绳拉着木块在水平面上运动,那么,木块除了同样受到重力G、支持力N和滑动摩擦力f的作用外,还受到绳的拉力F.木块一共受到四个力的作用,受力图如图3所示.
在图2和图3所示的情形里,木块沿着水平方向运动,竖直方向的两个力G和N,跟木块静止在水平面上的情形一样,仍旧是互相平衡的力.也就是说,重力G和支持力N大小相等方向相反.
例2 在斜面上运动的物体
一个木块沿着光滑的斜面下滑,它受到几个力的作用?木块受到重力G,方向竖直向下.由于木块压斜面,斜面发生形变而对木块产生支持力N,方向垂直于斜面并指向被支持的木块.木块受到这两个力的作用,受力图如图4所示.
如果斜面不是光滑的,那么,木块沿着斜面下滑时,除了受到重力G和支持力N以外,还受到滑动摩擦力f的作用,它的方向与木块运动方向相反,沿着斜面向上.木块的受力图如图5所示.
有人可能认为,木块既然沿着斜面下滑,它一定还受到一个“下滑力”.我们知道,力是物体对物体的作用,力不能离开物体而独立存在.木块所受的重力G、支持力N和滑动摩擦力f,是木块周围的物体即地球和斜面施加给木块的.木块周围再没有别的物体对它施加力的作用.因此,另外附加一个“下滑力”,便是多余的.至于木块为什么下滑,同学们学到后面就会明白了.
例3 几个物体组成的系统
如图5所示四块完全相同的砖,用两块相同的木板夹住.分析中间两块砖之间的摩擦力.
四块完全相同的砖,如果隔离开单独分析,需要分析四个研究对象。这个分析过程留给同学们当作课后习题来完成,我们下面用从整体到部分的方法来进行.四块砖看成一个整体,两侧的木板必然对整体有竖直向上的力以平衡它们的重力;再把左侧两块砖和右侧两块砖分别隔离出来当作研究对象,二者是完全对称的,因此它们之间不会存在竖直方向力,如果存在竖直方向上的力,二者受力情况就会不同.所以这个问题可以从这个角度比较容易地得出中间两
块砖不存在摩擦力的结果.