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问题:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,沿着与水平方向成30度角的方向运动。求物体所受的合外力的大小和方向。
解答:
首先,我们需要根据题意画出物体的受力图,并计算出各个力的合力。
物体受到的外力为水平外力F和重力mg,其中水平外力F的大小为20N,方向与水平方向成30度角。重力的大小为mg=5kg x 9.8N/kg = 49N。
物体所受的合外力即为各个力的合力,根据平行四边形法则,可以画出合力图。由于物体在水平方向上运动,所以合力的方向与水平方向相同。
根据勾股定理,可以求出合力的大小为:
F合 = F cos 30° + mg = 20cos30° + 49 = 25.7N
所以,物体所受的合外力大小为25.7N,方向与水平方向成30度角。
这个例题可以帮助您理解物体受力分析的基本概念和计算方法,同时也可以帮助您更好地掌握高中物理中的合外力概念。