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受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

  • 由 林濤物語 發表于 垂釣
  • 2021-10-26
簡介針對這個情景,問題來了,這個傾斜的力我們能說他在豎直,水平方向上有力嗎

靜止的物體受力平衡嗎

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

初三講物體的平衡狀態時,總這麼說:物體處於靜止或者勻速運動,我們說物體受力平衡。進一步,受力分析時,我們又說,物體受力平衡時,在各方向上受力都平衡。初中階段只涉及兩個方向,豎直方向和水平方向。我們常說,在水平方向和豎直方向上受力平衡,學生通常也沒有提出困惑,然後我們就按照這兩個方向進行受力分析和解答問題。但,如果追問,為何可以這麼說?問題就來了。

1、如果,所有受力確實沿著水平和豎直方向,那沒什麼問題。順理成章。

2、如果,有受力不在水平方向呢?比如,人教版講功時,就有斜著拉物體的圖景。這裡,我們仍然是模糊處理,但問題總得解決。

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

針對這個情景,問題來了,這個傾斜的力我們能說他在豎直,水平方向上有力嗎?這兩個力能代替這個傾斜的力的效果嗎?

那麼,問題就變為:用豎直和水平的兩個力能替代這個傾斜的力嗎?

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

考慮學過的知識,二力平衡的情況:

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

兩個力大小相等,方向相反,在同一條直線上。如果,F1和F2如果和F平衡的話,可以採用下圖方式判斷:

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

思路順暢後,就可以設計實驗來判斷是否真的可以?我們可以用測力計來做,先做二力平衡,在看看能否用豎直和水平兩個力來代替。也可以用彈簧來做:

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

經過實驗,我們發現:一個傾斜的力的確可以用豎直和水平的力來等效替代。

那麼,一個力是否可以用不是相互垂直的兩個力來替代呢?

比如:

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

假如把力的大小用線段長度來衡量的話,問題變成兩個線段能構成三角形嗎?哈哈,是不是非常有趣?有興趣的可以繼續研究,這裡拋磚引玉。

受力平衡,為何可以說各方向上受力都平衡?

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