受力分析：外力模型（3）

实验目的

会在有外力的情境中完整画出物体的受力示意图，并判断各力的变化。

实验原理

先画重力，再按接触面找弹力和摩擦力，最后加上外力。平衡时 F合 = 0，可沿相互垂直的方向分解：Fx合 = 0，Fy合 = 0；有加速度时 F合 = ma。静摩擦力的大小由平衡条件决定，滑动摩擦力 f = μN。

实验器材

• 演示中的物体
• 物体所受的外力
• 物体与接触面
• 支持力与摩擦力
• 纸和笔（画受力示意图）

实验步骤

1. 观察演示，找出外力的方向和作用点
2. 判断物体处于静止、匀速还是加速状态
3. 先画重力，再画支持力和摩擦力
4. 加上外力，必要时将力沿两个垂直方向分解
5. 列平衡或牛顿第二定律方程
6. 改变外力后，再判断各力如何变化

实验现象与结论

外力变化时，支持力、摩擦力可能随之变化，但各力的合力必须与物体的运动状态相符。物体静止时受静摩擦力，大小由平衡条件决定，不一定等于 μN；物体滑动后才用 f = μN 计算。

注意事项

• 先判断摩擦力是静摩擦还是滑动摩擦，再选公式
• 外力有斜向分量时，注意它对支持力的影响

常见问题

外力增大，摩擦力一定增大吗？

不一定。静止时静摩擦力随外力变化；滑动后滑动摩擦力 f = μN，只与 μ 和支持力有关。

为什么斜向拉力会改变支持力？

拉力的竖直分量与支持力、重力共同平衡，会使支持力变化，因而影响滑动摩擦力。