在物理学中,当力的作用线不在同一平面时,我们称之为异面力。处理异面力的常用方法是分解力到两个正交平面上,并利用其对称性进行计算。
结论:当物体处于平衡状态时,其在任一平面上的分力合力皆为零。
例题图示:
一个三脚架置于水平地面上,其上固定着一台质量已知的照相机。三脚架的三根支架等长,与竖直方向成一定角度倾斜。我们需要求出每根支架所承受的压力大小。
【解析】将支架对相机的力沿着水平和竖直方向进行分解计算。
例题:在盛大的全国体育跳伞比赛中,跳伞运动员匀速下落。已知运动员和伞的总重量,伞的形状为圆顶形,有八根相同的拉线均匀分布于伞边缘,每根拉线都与竖直方向成一定角度。我们需要求出每根拉线上的拉力大小。
【答案】(A)
例题简述:蹦床结构可简化为如图所示的正方形网绳构成,当运动员从高处落下并落在O点时,网绳形成特定角度。我们需要计算此时O点周围每根网绳的拉力大小。
【答案】(B)
例题:四个完全相同的足球相互接触并叠放在水平面上。每个足球的质量相同,且不考虑转动效应。我们需要判断下列说法的正确性。
【答案】(AD正确)
例题:一个质量为1kg的物体在斜面上受水平力F=5N的作用,做匀速直线运动。斜面的倾角为30°,重力加速度为10m/s²。我们需要求出物体与斜面间的动摩擦因数μ。
【答案】μ=√6/3
其他例题:
两直木棍AB和CD相互平行且斜靠在竖直墙壁上。一个水泥圆筒从木棍上部匀速滑下。当两木棍间的距离减小后固定,水泥圆筒的运动状态将如何变化?
【答案】(B)水泥圆筒将匀加速滑下。
又例:有一个截面为正方形的物块放在直角斜槽上,该物块沿斜面匀速下滑。假设斜槽两槽面的材料和截面情况相同,我们需要求出物块和槽面之间的动摩擦因数。
【答案】动摩擦因数μ=√6/6。
再例:水平地面上堆放着几根原木,每根原木的重力和截面都相同。若要将最上面的原木沿轴线方向匀速拉出,我们需要知道水平拉力的大小。
【解析及答案】(根据具体情况进行解析和计算)
还有例题:一个质量为G的圆柱体放置在水平桌面上,使用一个人字夹水平它。人字夹的任一侧与圆柱体间的弹力大小已知。若要使圆柱体对桌面的压力为θ,我们需要求整个人字夹对圆柱体的摩擦力的大小和方向。
【答案】摩擦力大小为√2G。
最后例题:在四个固定正电荷的A、B、C三点上放置另一质量为m的带正电小球于O点。OABC构成正四面体。已知静电力常量和重力加速度,我们需要求出为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量。
【解析及答案】(根据具体情况进行解析和计算)
再有一例:张鹏同学在家晾晒衣物时,利用了转轴和轻绳将衣物挂在特定位置。考虑到衣物的质量和重力加速度,我们需要判断在特定条件下衣物的悬挂状态。
【答案】(AD)