重力垂直斜面的分力与物体垂直斜面的正压力

图1就一般情况而言,放在斜面上的物块,其重力将产生两种效果:一是使物块沿斜面下滑(或有下滑趋势);二是使物块紧压斜面并互相形变。由此,斜面上的物块的重力可以分解为平行斜面的分力F1及垂直斜面的分力F2,如图所示。其中F1也可称为沿斜面的向下分力。但是,另一个分力F2往往被一些人称为垂直斜面的正压力,这种说法,我们认为是错误的。

由“等效”原则知道,合力和分力是作用在同一物体上的两组等效力,考虑了合力就不能同时再考虑其分力,反之考虑了分力就不能同时再考虑其合力,并且合力和分力属于同一性质的力。如图所示,G是斜面上物块受到的重力,F1和F2就是G的两个等效分力。重力属于万有引力,那毫无疑问,它们的两个分力F1和F2也应属于万有引力。现在,让我们再看F1是否是垂直斜面的正压力。不错,当物块放在斜面上时,斜面的确会受到一个法向压力N的作用(图中未画出),而且,当物块在斜面的法线方向上平衡时,可证明F2的大小与N相等(都为Gcosθ),方向也相同。但是,决不能由此认为F2就是正压力N。因为正压力N是物块作用在斜面上的一个力,这力属于弹性力性质,而F2却是作用在物块上重力G的一个分力,是属于万有引力的性质(前面已论述过),所以,不论是从施力者和受力者来看,还是从力的性质来看,F2都不应称为正压力,而只能称为重力垂直斜面的一个分力。如果把F2与N这两种不同性质的力混为一谈,在分析受力时容易出错。为了便于分析、对比,我们把F2与N这两力的区别和联系列表如下:

F2与N的区别和联系表

力名称

施力者

受力者

力性

相互关系

重力垂直于斜面的分力(F2

地球

物块

万有引力

当物块在斜面法向处于平衡状态时F2N(指大小)

物块对斜面的正压力(N

物块

斜面

弹力

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发布时间:2009/3/20 上午7:11:14  阅读次数:18009

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