论文部分内容阅读
中学教材关于二力平衡是这样定义的:一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或做匀速直线运动,那么说这两个力平衡.二力平衡的条件是,在同一物体上,两个力大小相等方向相反,且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡.
在测量滑动摩擦力的实验中,在粗糙水平面上有一物块在拉力F的作用下匀速直线运动,故物体处于受力平衡状态,得到水平方向上物块受地面摩擦力与水平拉力F二力是平衡的,即可用弹簧测力计测出拉力F,并以此得到滑动摩擦力的大小.但仔细分析后不难发现,拉力与摩擦力并不在同一直线上,即不符合二力平衡的条件,那么为什么还可以用此原理测量滑动摩擦力呢?
1应用大学普通物理的知识对这个模型进行简要的分析
(1)对底面所受支持力Ni的简化
如图1所示,对于任意点(x0,y0),作用其上的支持力方向竖直向上,大小为N(x0,y0),遵从某一矢量场函数N=N(x,y),由题可知矢量场函数N必然关于y轴对称,则对任意点(x0,y0),总能找到一点(-x0,y0)是使两点的|N|相等,即
N0(x0,y0)=N0′(-x0,y0)
将底面ABCD上所有的支持力平移至简化中心P(质心),主矢N=iNi,主矩Mi=ri×Ni.主矩的计算先以上面一对对称点为例,有
M″=M M′=r×N r×N′ (r1 (-r2))×N
=2r1N
在测量滑动摩擦力的实验中,在粗糙水平面上有一物块在拉力F的作用下匀速直线运动,故物体处于受力平衡状态,得到水平方向上物块受地面摩擦力与水平拉力F二力是平衡的,即可用弹簧测力计测出拉力F,并以此得到滑动摩擦力的大小.但仔细分析后不难发现,拉力与摩擦力并不在同一直线上,即不符合二力平衡的条件,那么为什么还可以用此原理测量滑动摩擦力呢?
1应用大学普通物理的知识对这个模型进行简要的分析
(1)对底面所受支持力Ni的简化
如图1所示,对于任意点(x0,y0),作用其上的支持力方向竖直向上,大小为N(x0,y0),遵从某一矢量场函数N=N(x,y),由题可知矢量场函数N必然关于y轴对称,则对任意点(x0,y0),总能找到一点(-x0,y0)是使两点的|N|相等,即
N0(x0,y0)=N0′(-x0,y0)
将底面ABCD上所有的支持力平移至简化中心P(质心),主矢N=iNi,主矩Mi=ri×Ni.主矩的计算先以上面一对对称点为例,有
M″=M M′=r×N r×N′ (r1 (-r2))×N
=2r1N