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当一个物体静止在斜面上时,它受到三个力的作用。首先是重力mg,垂直向下;然后是斜面给物体的支持力N,垂直于斜面向上;最后是静摩擦力f,沿斜面向上。在静止状态下,这三个力相互平衡,合力为零,所以物体保持静止。
当我们给物体一个向下的推力后,物体开始沿斜面向下滑动。此时物体受到的力发生了变化:重力mg依然垂直向下,支持力N依然垂直于斜面向上,但摩擦力变成了动摩擦力fk,大小通常比静摩擦力小。同时物体获得了向下的速度v。推力F使物体克服了静摩擦力,开始运动。
在物体滑动过程中,我们可以将重力mg分解为两个分量:垂直于斜面的分力mg cosθ和平行于斜面向下的分力mg sinθ。垂直分力与支持力N平衡,而平行分力mg sinθ大于动摩擦力fk,所以存在净合力Fnet向下,物体因此加速下滑。这个净合力等于mg sinθ减去fk。
现在我们观察物体速度逐渐减小的过程。由于动摩擦力fk大于重力的平行分力mg sinθ,净合力方向向上,与运动方向相反,所以物体做减速运动。随着时间推移,物体的速度越来越小,最终减为零。当速度为零时,如果静摩擦力足够大,物体就会重新静止在斜面上。
最终,当物体重新静止在斜面上时,受力又回到了平衡状态。此时静摩擦力fs重新出现,其大小正好等于重力的平行分力mg sinθ,方向沿斜面向上。支持力N依然等于重力的垂直分力mg cosθ。三个力再次达到平衡,合力为零,物体保持静止。整个过程展示了物体从静止到运动再到静止的完整受力变化过程。