高中受力分析火车在车厢中有一倾角30的斜面,当火车以a为10沿水平向左运动时,物体相对车静止,问斜面上物体所受摩擦力,为什么是向下的,我用正交分解,怎么也想不出向下他会静止
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 14:15:23
高中受力分析火车在车厢中有一倾角30的斜面,当火车以a为10沿水平向左运动时,物体相对车静止,问斜面上物体所受摩擦力,为什么是向下的,我用正交分解,怎么也想不出向下他会静止
高中受力分析
火车在车厢中有一倾角30的斜面,当火车以a为10沿水平向左运动时,物体相对车静止,问斜面上物体所受摩擦力,为什么是向下的,我用正交分解,怎么也想不出向下他会静止
高中受力分析火车在车厢中有一倾角30的斜面,当火车以a为10沿水平向左运动时,物体相对车静止,问斜面上物体所受摩擦力,为什么是向下的,我用正交分解,怎么也想不出向下他会静止
这个问题你没有给出全部条件那么要分多种情况讨论
1、斜面是面朝左上的
2、斜面是面朝右上的
3、斜面既不面朝左上又不面朝右上
1、这是最简单的状况,此时物体要相对火车静止,就必须与火车保持相同的加速度a也就是：a=10且方向指向左与地面平行.那么要得到这个方向的a,就意味着这个物体受到的合力是指向左与地面平行的.那么接下来就是一个向量计算了
请拿起笔
首先斜面给物体的支持力,方向是固定的,只能是指向与地面60度左上.然后重力,重力的方向和大小都是固定的,是一个竖直向下的g=10.把合力a=10向左与地面平行减去重力g=10竖直向下（也就是从重力的末端往合力的末端画一条线段）得到一个与地面45度左上的a=14.14.
也就是说斜面给物体的支持力加速度与斜面给物体的摩擦力加速度的向量合必须是这个45度的a=14.14,又因为支持力必然是与地面60度,所以剩下从图上一目了然——支持力的末端总是在这个合力末端的右面,所以与一个向左的力相加才能得到这样的合力,所以摩擦力都必须向左.那么在这个斜面上,向左也就意味着向下.
2、同样的方法,得到的结果是摩擦系数必须很大,而摩擦力方向依旧是向左的,在这个斜面上向左意味着向上
3、同样的方法.不过这一次需要用到三维空间轴进行向量计算,结果是上下不定.取决于斜面到底面向何方.
因为有这么个条件，a为10沿水平向左运动时
就是说有加速度存在，所以合力不再为0，应该等于质量乘上加速度，方向为左。你这样再画图看看呢
简单的方法，画出图，当火车突然向左加速，物体相对于斜面要向右运动，也就是沿斜面向上的运动趋势，那么摩擦力自然是沿斜面向下。
具体计算的话就是受力分析后，你把除了摩擦力以外的其他指向纵轴左边即二三象限的力分解，计算出水平向左的合力能否让物体的加速度达到10，如果不能，则水平方向只剩下摩擦力的分力能向左进行补充，所以是沿斜面向下，如果刚好是10则摩擦力不存在，如果超过10的话，则摩擦力要沿斜面...
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简单的方法，画出图，当火车突然向左加速，物体相对于斜面要向右运动，也就是沿斜面向上的运动趋势，那么摩擦力自然是沿斜面向下。
具体计算的话就是受力分析后，你把除了摩擦力以外的其他指向纵轴左边即二三象限的力分解，计算出水平向左的合力能否让物体的加速度达到10，如果不能，则水平方向只剩下摩擦力的分力能向左进行补充，所以是沿斜面向下，如果刚好是10则摩擦力不存在，如果超过10的话，则摩擦力要沿斜面向上来抵消一部分向左的力。
收起
物体与车有同样的加速度才能保证和车相对静止，物体所受摩擦力便提供了这个力，但是在实际中火车上的物体必然和火车运动方向保持直线关系，不会出现摩擦力充当向左的加速度。