高中物理知识选修

王尚老师微信

推荐阅读

高考物理重点:力的合成与正交分解

王尚老师微信

2016.02.29 16:58

摘要

这篇文章主要介绍的内容是:力的正交分解的定义、解题的具体步骤,以及力的正交分解与普通的力的分解之间的关系。

初中物理中,我们研究的所有的力,都是基于一维(一条直线)方向的。力的运算很基础。力总是方向相反,或者方向相同的,计算方法要么是加法(方向相同时),或者就是减法关系(方向相反)。

从现实情况来看,物体受力往往很复杂,大多都不在一条直线上,不是一维的加减法关系,总是有夹角的,如何来进行求解呢?

可以这样说,力的合成与分解,是解决不在同一条直线上的两个力或多个力的运算问题的。力的分解计算中,最为常考的,就是力的正交分解法

力的合成与分解

力的正交分解基础概念

物体受多个力作用,可将各个力沿两个相互垂直的方向来进行投影,再沿这两个方向分别求出x与y轴的合力。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,是力的分解的特殊情况

力的正交分解,是力的分解的一种特殊情况,是力在两个正交的坐标系内进行投影运算的。回归基本原理:力的正交分解与普通的力的合成与分解,都遵循的是力的平行四边形定则。

正交分解的基本步骤介绍

(1)建立正交坐标系

选择适当的直角坐标系,一般来说,我们选共点力的作用点为原点,水平方向或物体运动向为X轴,垂直的为Y轴。

(2)对所有的力进行正交分解。即分别利用三角函数正余弦关系,将各力投影在正交的坐标轴上,再运用加减法计算出坐标轴上各力投影的合力。

X轴方向

Fx=F1x+F2x+…+Fnx

Y轴方向

Fy=F1y+F2y+…+Fny

物体所受的共点力合力的大小计算公式:F=√Fx2=Fy2(根号下是Fx的平方加上Fy的平方),合力方向可由平行四边形法则或者三角形法则求得。

接下来,就是借助牛顿运动定律、直线运动,或者机械能、动能定理、动量等相关公式进行计算了。力的正交分解步骤,就到此为止。

为什么正交分解?

对力的正交分解的理由是什么?我们数学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,也为力的正交投影提供了理论支撑。

力的分解运算,是受力分析的核心,也是接下来借助牛顿三大定律和其他知识点,对物体的动力学行为或能量、动量问题进行深入分析的基础。

本文就给大家讲解这些内容,受力分析是物理学中非常重要的考点,力的正交分解,是解决受力问题的重要工具和方法。除了在正交坐标系内进行力的分解外,力的封闭三角形法则也是一个补充受力分析手段。这些内容,大家可以到高中物理网查阅我们整理的文章,把这里的内容掌握牢固。

参考文献

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

王尚老师微信

扫图关注王尚微信公众号teacherws,可免费获取价值98元视频资料:《物理重难点80讲》。