自由体图GydF4y2Ba

一个单独显示系统的一部分的图，表示作用在系统上的所有外力，称为AGydF4y2Ba自由体图GydF4y2Ba，或F.B.D。GydF4y2Ba

在分析力学问题中的力平衡问题时，自由体图是一种方便的思想指导工具。当物体相互作用时，f.b.d可以显示这种相互作用对单个物体运动的影响。GydF4y2Ba

基本规则GydF4y2Ba

牛顿第三定律GydF4y2Ba是指导自由体图构造的重要规则。图表中的每一个力都必须成对平衡。GydF4y2Ba

首先确定哪一个物体的运动在F.B.D.中需要计算，这一点很重要。例如，一个问题可以集中在计算板球被桨击打时的运动。在这种情况下，我们只需要考虑作用在球上的力、重力和板球在球上的力。我们可以忽略地球上球的拉力，也可以忽略球对桨叶的作用力。GydF4y2Ba

最容易分析的情况是受单一力作用的对象。没有任何东西可以阻止它的加速，它开始沿着力的方向移动。自由下落的物体就是这样。GydF4y2Ba

牛顿的苹果GydF4y2Ba

当苹果从树枝上掉下来时，它会向下移动并落在地上。为什么苹果会向下移动？为什么它不向上或任何其他方向移动？显而易见的答案是因为地球GydF4y2Ba重力GydF4y2Ba，一个净拉力。根据牛顿定律，苹果必须沿着净力的方向运动。这意味着必须有一个净向下的力作用在苹果上。GydF4y2Ba

要画苹果的自由体图，我们需要说明作用在苹果上的所有力。如果空气阻力可以忽略不计，那么唯一的作用力就是重力。因此，苹果的自由体图将只显示一个力，即重力，它等于GydF4y2Ba ${m{\text{apple}}}\times g。GydF4y2Ba$

借助自由体图，现在我们可以很容易地找到苹果的净力和加速度。GydF4y2Ba
根据牛顿第二定律，我们有GydF4y2Ba
$\开始{aligned}F{\text{net}&=m{\text{apple}}\次a{\text{apple}\\m{\text{apple}\次g&=m{\text{apple}\次a{\text{apple}\结束{对齐}GydF4y2Ba$
因此，苹果向地球加速GydF4y2Ba $现代{\文本{苹果}}= g。GydF4y2Ba$

法向力GydF4y2Ba,也叫GydF4y2Ba正常反应GydF4y2Ba，并表示为GydF4y2Ba $福恩GydF4y2Ba$，是表面作用在物体上的接触力。法向力始终垂直于接触表面。例如，对于坐在斜坡上的箱子，斜坡对箱子施加垂直于其倾斜角度的法向力，箱子和斜坡都受到来自另一个的推力。接触的对象和曲面总是相互有推力，这会阻止它们彼此合并。GydF4y2Ba

画一个放置在桌子上的块的自由体图。GydF4y2Ba

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块的FBD如下图所示。这张桌子是由大量的分子组成的，这些分子形成了一种网状结构。当积木被放置在桌子的分子网上时，由于重力的作用，积木想要向下移动，把桌子的分子分开。但当分子被键束缚时，它们会施加力来阻止这种融合。因此，如图所示，该表在向上方向上对试块施加法向反作用力。GydF4y2Ba

在光滑的墙壁和粗糙的地面上绘制梯子的自由体图。GydF4y2Ba

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在这种情况下，梯子靠墙放置。现在有两个联系人GydF4y2Ba
（i） 梯子和墙GydF4y2Ba
（ii）梯子和地面GydF4y2Ba
当点与表面接触时，法向反作用力垂直于表面。梯子的上端与墙壁接触。梯子推动墙，墙反过来推动梯子，如图所示。同样，地面也向上推动梯子的下端。如图所示，为了使杆保持平衡，地面必须向后摩擦。GydF4y2Ba

一块质量块GydF4y2Ba $MGydF4y2Ba$通过以一定角度施加力来保持静止GydF4y2Ba $\西塔GydF4y2Ba$如图所示，具有水平方向。如果墙是光滑的，那么墙的正常反应是什么？GydF4y2Ba

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绘制块体的FBD，显示作用在其上的所有力：GydF4y2Ba

重力把它往下拉。GydF4y2Ba
2） 施加的力可分为水平方向和垂直方向。GydF4y2Ba
3)墙施加一个正常的反作用力将障碍物推离它。GydF4y2Ba

物体处于平衡状态，所以所有方向的合力都是零。GydF4y2Ba

对于水平方向GydF4y2Ba
$N=F\cos\theta。GydF4y2Ba$
竖直方向的平衡GydF4y2Ba
$mg = F sin。GydF4y2Ba$
把这两个方程分开，我们得到GydF4y2Ba $\开始{对齐}\压裂{N} {{mg}} & =θ\床\ \ \ N & =毫克\床\θ。结束\{对齐}GydF4y2Ba$