文章摘要

这篇文章主要介绍:高一物理知识点之力的正交分解的定义、解题的具体步骤,及力的正交分解方法与普通的力的分解之间的关系。

同学们对比下,就会发现,初中我们研究的所有的力,都是基于一维方向(一条直线上)的。两个力的运算很简单。或者是方向相反,或者方向相同的,计算要么是加法(方向相同),要么就是相减(方向相反)。即便是,水平方向和竖直方向都有力,也都是各自平行的关系。

从现实情况来看,研究物体的受力很复杂;大多都不在一条直线上,不是一维的加减法关系,总是有一个或多个夹角的,如何来进行求解呢?

或者说,力的合成与分解是解决不在一条直线上的力的运算的。这时我们要研究的。在力的分解中,最为常考的,就是力的正交分解法

力的合成与分解

力的正交分解概念

物体受到多个力作用时,可将各个力沿两个相互垂直的方向来进行投影,再分别沿这两个方向求出合力。正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法,也是最常用的方法。

力的正交分解是力的分解的一种特殊情况

从概念来看,力的正交分解,是力的分解的一种特殊情况,是力在两个正交坐标轴上进行投影运算的。从计算的依据看,力的正交分解与普通的力的合成与分解,都遵循矢量的平行四边形定则。

正交分解的基本步骤介绍

(1)建立正交坐标系

正确选择合适的直角坐标系,一般,选共点力(研究物体的质点)的作用点为原点,水平方向或物体运动向为X轴,垂直的为Y轴,尽量让较多的力落在坐标轴上。

(2)正交分解计算。即分别利用三角函数相关知识,将各力投影在两个坐标轴上,再运用加减法计算出坐标轴上的合力。

X轴方向

Fx=F1x+F2x+…+Fnx

Y轴方向

Fy=F1y+F2y+…+Fny

物体所受的合外力的大小计算为:

F合=√Fx2=Fy2(根号下是Fx的平方加上Fy的平方),合力方向(一般用F合与x轴的夹角来表示)可由平行四边形法则或者力的封闭三角形法则求得。

接下来的事儿,就是借助牛顿运动定律、直线运动,或者机械能、动量等相关公式进行计算了。力的正交分解内容,到此为止。

正交分解的原因?

很多同学或许要问了,苏阳老师我们为什么要进行力的正交分解呢?

因为,我们在初中数学中,就学习了坐标系的概念,在两个垂直的坐标轴上,进行力的运算(投影)就有了数学依据。还有,就是三角函数知识的学习,也为力的正交投影运算提供了理论支撑。

看到了没有,知识点,都是相互关联的,数理化,不分家啊。

力的分解运算,是受力分析中非常重要的一步,也是接下来借助牛顿运动定律和能量动量的考点,对物体的动力学行为与能量动量关系进行深入分析的基础。

本文就给同学们整理这些内容,受力分析,是物理学中非常重要的内容,力的正交分解是解决受力问题的重要工具。

除了进行力的正交分解外,力的封闭三角形法则,也是重要的受力分析手段。

同学们可以到我们高中物理网(gaozhongwuli.com)查阅我们整理的文章,多用些功夫,把这里的考点内容掌握牢固。高中物理,可是要比初中难很多的啊。

受力分析最权威的讲解看下面的文章

受力分析http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/31.html

文章作者

文/苏阳;物理教师,王尚老师物理教研梯队成员。

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