关于“力的等效代换”的研究

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


    同样遵循着平行四边形定则的“力的合成”和“力的分解”,实际上互为逆运算;互为逆运算的“力的合成”和“力的分解”,分别使得“以一个力等效代换多个力”和“以多个力等效代换一个力”成为可能.
  
  (1)“力的合成”特征
  
  力所具备的矢量性特征,使得大小分别为F,和凡的两个力在进行“合成”运算时,其合力大小F可以在一个范围内取值:
  
  {F,一凡}(F毛F,十凡.
  
  当两个分力方向相同时其合力取得最大值,而当两个分力方向相反时其合力取得最小值.
  
  (2)“力的分解”要求
  
  力所具备的矢量性特征,还使得在把大小为F的力进行“分解”运算而分解为两个力时,在不作任何限制的前提条件下可以得到无数组解.为保证解的唯一性,通常的限制往往是选择力的客观作用效果,即:通常情况下我们按照力的客观作用效果来对力实施分解.
  
  了解力的客观作用效果,实质上就是判断分力的方向;而在已知合力的基础上明确了两个分力的方向后,便能保证力的分解的唯一性.但在不同的物理环境中,同一个力的作用效果可以是不同的,譬如:斜面上小球受到的重力在如图32一1所示的(a)和(b)两种环境中所产生的客观作用效果就不同?(a)中小球的重力G产生了“使小球压紧斜面”和“使小球沿斜面向下运动”的两个效果;(b)中小球的重力G产生了“使小图3一2一1
  
  球压紧斜面”和“使小球沿水平方向推竖直挡板”的两个效果.根据效果的分析,明确了分力的方向,于是同样是斜面上小球所受到的重力,当然,有时候我们也可以不必拘泥于力的客观作用效果,而按照我们的主观意愿来实施力的分解,即按主观意愿建立直角坐标系并沿着坐标轴方向进行“正交分解”.4.关于“受力分析”的判断依据
  
  从一个典型问题谈起
  
  ①典型问题如图3一2一Z所示,均匀球静止于墙角,竖直墙面光滑而水平地面粗糙,试分析球的受力情况.
  
  ②分析关健球受到重力G和水平地面的支持力N的相应判断均不会引发异议,分析的关键就在于:球是否要受到竖直墙面向右的弹力T的作用?
  
  ③撤墙假设一种流行的判断方法是所谓的“撤墙假设”,即:球静止于墙角,假设撤去墙,球仍静止,这就表明在未撤去墙时墙并未对球施加力的作用.
  
  ④并不明智其实,所谓的“撤墙假设”并不明智,不能作为“墙面是否对球施加力的作用”的判断依据.其道理很简单:水平面静止在球底部,假设撤去球,水平面仍静止,这能说明在未撤去球时球未对水平面施加力的作用吗?
  
  ⑤提出问题我们应该根据怎样的判据来判断物体受力与否呢?首页上一页12下一页末页共2页
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