斜面上物体的受力情况比较复杂。有静止情况、匀速运动情况、加速运动运动情况、减速运动情况、有理想斜面情况、实际斜面情况。本文按照顺序分别讨论其受力情况。
当物体在斜面上静止时,物体一定受到摩擦力的作用,即不可能是理想斜面。此时,物体受竖直向下的重力,由于物体对斜面有压力,所以,物体受到斜面对它的支持力,又物体有沿斜面方向向下的运动趋势,所以,物体又受到沿斜面向上的静摩擦力。下图。
当物体沿斜面方向作匀速运动时,物体处于一种动平衡状态。有两种情况:向上运动或者向下运动。
当物体向上运动时,由于滑动摩擦力方向是沿斜面方向向下的,重力一个力的分力也沿斜面方向下,必然存在一个向上的力(如拉力),且这个力的大小等于向下的滑动摩擦力和重力沿斜面方向向下的分力之和。除此之外,还有支持力的作用。
当物体向下运动时,由于滑动摩擦力方向是沿斜面方向向上的,这种情况与物体在斜面上静止情况类似,就不赘述了。
当物体作加速或者减速运动时,物体处于非平衡状态,受力情况与上述匀速运动情况差不多,区别就是:几个力为非平衡力,合力大小不为零。
斜面上的一个物体,如果在受到重力、支持力、摩擦力的情况下,还受到另一个推力或者拉力作用,情况就变得复杂了。
例如,用一个水平力F推斜面上的物体。可以把斜面和物体作为一个系统,水平方向受到推力F和摩擦力,竖直方向受到重力和支持力,它们之间的作用力为内力可以不考虑。竖直方向上受力平衡,重力和支持力总是平衡的。若斜面上物体是静止的,则斜面受地面摩擦力不为零。
这时的受力分析,要先整体后隔离。物体整体受力平衡只受重力支持力。若是整体静止的平衡状态,如果整体没有摩擦力,水平方向的力就不平衡了,因此,水平方向必有摩擦力。
作为斜面上的物体,受到竖直向下的重力,斜面对它的支持力,斜面对它的静摩擦力或者滑动摩擦力,水平方向的推力。
若物体被垂直于水平面的挡板阻挡,如上图,则物体受到挡板和斜面二个物体的支持力,重力三个力的作用。由于挡板的作用,物体没有下滑的趋势,不存在摩擦力的作用。物体之所以平衡,是由于二个支持力的合力等于重力。