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題目:一個質量為m的物體,在水平恒力F的作用下,沿水平面做勻速直線運動。已知物體與地面之間的動摩擦因數為μ,求物體在豎直方向上受到的支持力。
解析:
首先,我們需要知道物體的受力情況。物體在水平恒力F的作用下做勻速直線運動,說明物體受到的合外力為零。因此,我們需要分析物體的受力情況,并確定哪些力是平衡的。
物體受到的力有:水平恒力F、地面的摩擦力f、以及重力G。
根據平衡條件,物體受到的摩擦力f等于水平恒力F,即f = F。同時,物體受到的重力G與支持力N是平衡的,即G = N。
由于物體在豎直方向上受到的支持力N與地面的摩擦力f無關,因此我們只需要考慮重力G和地面的支持力。
根據牛頓第二定律,物體的加速度等于地面的摩擦力除以物體的質量,即a = f/m = μg(其中μ為動摩擦因數)。因此,物體的運動狀態是由重力G和地面的支持力決定的。
由于物體在豎直方向上受到的支持力N與重力G平衡,因此有N = G = mg。
答案:物體在豎直方向上受到的支持力為mg。
通過這個例題,我們可以更好地理解物體的受力情況、運動狀態以及平衡條件等物理概念,從而更好地掌握高三物理知識。