斜面实验

把重力“投”到斜面上

让坐标轴顺着问题摆放:沿斜面方向与垂直斜面方向

斜面上物块的重力及其分量 调节斜面倾角和重力大小,观察重力竖直向下,以及它沿斜面和垂直斜面的两个正交分量。 θ = 30° 物块 重力 G 沿斜面:Gsinθ 垂直斜面:Gcosθ 沿斜面向下 垂直斜面向里
三根箭头从物块中心出发:蓝色与棕色箭头的矢量和,恰好等于红色的重力箭头。

调一调,先看方向再看数值

斜面越陡,重力沿斜面“带着物块往下滑”的效果越明显。

只改变重力大小时,两个分量会按同一比例一起改变。

G沿 = G sin θ = 25.0 N

G垂 = G cos θ = 43.3 N

这里的“沿”“垂”是相对斜面建立的两个互相垂直的方向。

01为什么这样分?

物块会不会滑、斜面对它压得有多紧,恰好分别对应斜面内和垂直斜面的方向。把轴顺着斜面摆,问题就能拆成两个互不干扰的方向。

02箭头如何相加?

蓝色箭头沿斜面向下,棕色箭头垂直斜面向里。它们首尾相加的结果始终竖直向下,正是红色的重力箭头。

03静止说明什么?

静止并不表示 Gsinθ 消失,而表示摩擦力等其他真实力在沿斜面方向上恰好把它平衡掉;支持力则主要对应垂直斜面的平衡。

想一想:这两根分量箭头算不算“新增的力”?

静止在粗糙斜面上的物块,已经画出了重力 G。若再画出 Gsinθ 和 Gcosθ,下面说法正确的是:

请选择一项
人工复核:在倾角约 30° 的示意图中,“垂直斜面向里”的方向提示与“Gcosθ”标签距离偏近;嵌入正文时请结合实际展示宽度确认是否需要人工微调。