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两物体挤压接触的面不在水平面上,它们之间相互挤压接触的弹力为什么还是一定垂直于挤压接触面?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/28 02:40:06
两物体挤压接触的面不在水平面上,它们之间相互挤压接触的弹力为什么还是一定垂直于挤压接触面?
这个定论是来自于实验还是来自于理论?比如,斜面上的物体重力的分力为什么一定垂直于斜面?
或者换句话说:对斜面上物体按实际效果分解,重力的一个分力为什么一定要垂直于斜面,来源和依据是什么?实验能看出来吗?为什么这个分力不能和斜面成锐角或钝角?再或者说,物体面与面之间的挤压接触而相互对对方产生的弹力为什么一定垂直于挤压接触面?依据是什么?
对于力的分解性问题,只要遵守平行四边形法则就能够分解,然而对现实中,一个特定物体的运动状态是根据力的变化而变化的,某个方向运动的变化情况和这个方向所受的合力有关,(记住是合力)虽然我们可以任意分解,但是产生的效果却是不变的.

如上图,力的分解的确可以是任意的,但是产生的效果可以用几何的知识来证明是不变的,既然可以任意分解,切又是不变,那么用正交分解是最佳的选择.

再问: 你能用数学方法证明重力垂直于斜面的分力等于f1+f2吗?谢谢你给我演示一下好吗?这也应该算是理论物理吧,谢谢!按实际效果重力的一个分力真垂直于斜面吗?这到底来源于实验还是理论?实验就能看得那么清楚吗?
再答: 不用太多的数学知识,就几何知识就可以了,证明两个阴影部分的面积相等,那么f1=f3,f2+f3就是垂直分解了。
你的问题很好,我高中的时候也是思考了这些问题,才发现。一方面是接受,一方面是批判,高中学习中,或者说科学探索中,我们都会作假设,也要善于作假设,如果这样,那么会导致怎样的结果,这样对问题的理解才会更加深入,更加全面。对于平行四边形的分解问题,没有最佳的解释,最初也是从实验中总结出来,也就是力的分解与合成的实验。然而其更深层的解释,那么就探讨到了能量守恒问题,如果不满足这个条件,一定会造成能量不守恒,这违背目前对宇宙的认识。这已经上升到了一个哲学的高度。同时高中所接触到的力学是理想中的,也可以说是对现实中的物理力学模型的近似,现实中使用物理知识基本上都涉及微积分,分析每一个受力点,等等,已经非常复杂,不管怎样基础的东西还是从高中物理演变出来的。所以打好基础,扩展思维,可以在不违背已学知识的基础之上,展开任意的想象,训练想象力,建模能力,空间思维能力,这对搞理论物理很有帮助。
再问: 你分解的依据依然是建立在斜面上物体的重力按实际效果有一个分力最终会被分解到垂直于斜面的方向上,而我问的是这个分量-效果分力为什么一定是垂直于斜面的,从而使得在斜面上的物体对斜面产生了一个正压力?我知道这个正压力只是在数值上等于物体的重力垂直于斜面的分力,但这个分力按实际效果为什么一定垂直于斜面从而使物体产生对斜面的正压力呢?这个分力垂直斜面方向的依据是什么?
再答: 这是作用力和反作用力的关系。
再问: 你是说斜面对物体支持力是垂直接触面施向物体,所以物体重力分力当然有一个方向是垂直于斜面并施向斜面,这又回到了原点-为什么斜面对物体支持力一定垂直于接触斜面呢?也就是问:不是在水平面上相互挤压接触的物体之间为什么会产生各自垂直施向对方的弹力呢?在水平面方向挤压接触好理解,重力竖直向下引起物体竖直向下挤压,支持力当然竖直向上,各自垂直于接触面,而其它方向面挤压接触的弹力为什么也垂直于接触面呢?依据?
再答: 这是一个概念问题,压力指发生在两个物体的接触表面的垂直作用力,其反作用力即为支持力。这带有人为规定性,也和作用力的效果是统一的,支持力并不对物体在接触面的运动情况产生影响,因此这样的分解形式是为了方便计算物体运动状态。从斜面表面的变化情况来分析,这的确会产生非正压的形变,即接触面表面的形变并不是垂直斜面内凹,说明存在一个力使其表面有向斜面方向的压力,这个力的反作用力其实就是摩擦力。                 图1                                                                           图2对于力的研究往往会和物体的运动状态联系起来,从图2中可以看出F支持力对物体在斜面的运动状态没有直接关系,然而摩擦力却有阻碍物体向下运动的效果。因此对于力的研究中单独将支持力引出来是有必要的。而图1可以认为是摩擦力为0的时候的效果。同时摩擦力又是一个很复杂的力,包括了这样的侧向形变,同时还有分子间作用力。