考试不提供,需记忆。
用途
Vertical 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 |
|---|---|---|
| F_y | 力的竖直分量 | N |
| F | 力 | N |
| θ | 与水平方向的夹角 | ° |
公式变形
F = F_y / sin θsin θ = F_y / F
解题示例
常见陷阱
理解力的竖直分量
公式 F_y = F sin θ 把力分解出竖直部分。F_y 是竖直分量,以牛顿(N)为单位。
F 是完整的力,也以牛顿计。θ 是与水平方向的夹角,以度(°)为单位。
之所以用正弦,是因为竖直边与夹角相对。θ 越大,sin θ 越大,竖直方向上作用的力就越多,陡峭向上的力抬升有力,向前拖动却很弱。
按需整理:F = F_y / sin θ 还原完整的力,sin θ = F_y / F 求夹角。让计算器处于角度模式,并从水平方向量取 θ,这样大角度才能正确地产生大的竖直分量。
分步解题示例
一根缆绳以 F = 200 N 的力、与水平方向成 θ = 25° 拉起重物。求有助于抬升重物的竖直分量。
代入公式(带单位):
- F_y = F sin θ = 200 N × sin 25°
- F_y = 200 N × 0.423 = 84.5 N
因此拉力的向上部分为 F_y = 84.5 N(3 位有效数字)。这就是减少重物压在地面上有效重量的那一份。
检验:由于 25° 是较小的角,sin 25° 很小,故 F_y(84.5 N)远小于 F(200 N)。此处大部分力作用在水平方向,与小角度相符。
常见错误与考法
主要陷阱:与夹角相对的分量(通常是竖直方向)用 sin,且 θ 从水平方向量起。
其他常见错误:
- 把 sin 与 cos 互换,结果得到水平分量。
- 在平衡问题中忘记重量(mg)可能与 F_y 相加或相消。
- 使用弧度模式,使 sin 25° 算错。
题目会要求你计算竖直分量,定义把力分解为互相垂直的分量,或解释竖直分量如何影响法向反作用力或视重。
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)