考试不提供,需记忆。
用途
Horizontal component of a force 用于力与运动 II(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 力与运动 II
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| Fₓ | 力的水平分量 | N |
| F | 力 | N |
| θ | 与水平方向的夹角 | ° |
公式变形
F = Fₓ / cos θcos θ = Fₓ / F
解题示例
常见陷阱
理解力的水平分量
公式 Fₓ = F cos θ 把力分解出水平部分。Fₓ 是水平分量,以牛顿(N)为单位。
F 是完整的力,也以牛顿计。θ 是力与水平方向的夹角,以度(°)为单位。
之所以用余弦,是因为水平边与夹角相邻。θ 越大,cos θ 越小,水平方向上作用的力就越少,几乎竖直向上的力,其水平分量极小。
按需整理:F = Fₓ / cos θ 由水平部分还原完整的力,cos θ = Fₓ / F 求夹角。务必让计算器处于角度模式,且 θ 从水平方向而非竖直方向量起。
分步解题示例
一根绳以 F = 120 N 的力、与水平地面成 θ = 40° 拉动一只箱子。求把箱子向前拖动的水平分量。
代入公式(带单位):
- Fₓ = F cos θ = 120 N × cos 40°
- Fₓ = 120 N × 0.766 = 91.9 N
因此水平拉力为 Fₓ = 91.9 N(3 位有效数字)。只有这部分沿地面移动箱子;其余的 120 N 略微把它抬起。
检验一下,Fₓ(91.9 N)小于 F(120 N),理应如此,分量绝不能超过完整的力。
常见错误与考法
主要陷阱:与夹角相邻的分量(通常是水平方向)用 cos,且 θ 从水平方向量起。
其他常见错误:
- 把 cos 与 sin 互换,结果得到竖直分量。
- 计算器停在弧度模式,使 cos 40° 算错。
- 从竖直方向量角却不调整公式。
题目会要求你计算拉力或推力的水平分量,定义力的分解,或解释为何只有水平部分在做移动物体越过水平地面的功。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)