牛頓第二定律合外力的求法有兩種:
1. 根據平行四邊形法則求合力。需要知道兩個分力的大小和方向,可以用作圖法得到合力。
2. 利用正交分解法求合力。這種方法只需要知道兩個分力的大小和方向,通過建立適當的坐標系,可以將力分解為互相垂直的兩個方向,從而求得合力。
需要注意的是,在應用牛頓第二定律時,需要明確研究對象,并選定研究對象的運動狀態(靜止或勻速直線運動狀態,還是其他任何運動狀態)。同時,要注意加速度的方向一定和合外力的方向相同。
至于有哪些,一般來說,只要滿足物體受到外力的作用,就可以求得合外力。常見的力如重力、壓力、支持力、摩擦力等都可能影響物體的運動狀態。在這些力中,如果存在平衡力(例如兩個大小相等、方向相反的力),物體的運動狀態不會發生改變。但是,如果有其他力的作用,就會打破這種平衡,使物體產生加速度,從而改變物體的運動狀態。
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問題:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N、方向與地面成30度角斜向下的推力作用,物體在水平地面上移動了2m的距離,物體與地面間的滑動摩擦系數為0.2,求物體所受的合外力。
分析:
1. 確定研究對象:質量為5kg的物體。
2. 受力分析:將推力分解為水平和豎直兩個方向上的力,水平方向上推力在摩擦力的作用下產生加速度。
3. 運用牛頓第二定律求合外力:
合力大小:F合 = F水平 - μG = (Fcos 30° - μ(mg - Fsin 30°))
帶入數據,物體所受的合外力大小:F合 = (200.8 - 0.29.8)N = 9.6N
此題中合外力即為物體所受的力,包括推力在水平分力、摩擦力。解題過程中需要建立物理模型,并準確受力分析。