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物理复习知识点梳理:力的正交分解法

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内容简介

这篇文章主要介绍: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。

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,计算方法或者是相加(方向相同),要么就是相减(方向相反)。

其实大部分的受力情况是复杂的。研究物体所受的力大多是不在一条直线上的,那么就不能简单的加减来求解,必然要求一种新的计算方法。

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。力的分解运算中,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

物体受到多个力作用,可将各个力沿两个相互垂直的方向进行正交分解,再沿这两个方向分别求出x与y轴的合力。

力的正交分解,是力的分解的特殊情况

从概念来看,力的正交分解,是力的分解的一种特殊情况,是力在两个正交的坐标系内进行投影运算的。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)建立坐标系

正确选择合适的直角坐标系,一般选共点力的作用点为原点,水平方向或物体运动的加速度方向为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正余弦关系,将各力投影在正交的坐标轴上,分别求出坐标轴上的合外力大小。

X轴方向

Fx=F1x+F2x+…+Fnx

Y轴方向

Fy=F1y+F2y+…+Fny

共点力合力的大小计算为:F合=√Fx2=Fy2(根号下Fx、Fy的平方之和;可能网页转码有失误),合力方向可由平行四边形法则或者三角形法则求得。

接下来的事儿,就是借助牛顿运动定律、直线运动,或者机械能、动能定理、动量等相关的定理与定律进行分析和计算了。力的正交分解部分的内容(步骤),到此为止。

为什么进行正交分解?

为什么要进行力的正交分解呢?高中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,也为力的投影计算提供了便利。

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定律和其他知识点,对物体的动力学行为与能量动量关系进行分析的根基。

本文就给大家讲解这些内容,受力分析是高中物理非常重要和基础的考点,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,也是重要的受力分析手段。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

文章作者

文/赵武;高中物理教师,物理网兼职编辑。

文章首发高中物理网,转载请予以注明,谢谢。

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归档日期:2020-10-06 11:49:02

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