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物理知识点：力的正交分解的使用
受力分析是一个看似简单其实很有难度的考点，在这篇文章中，主要介绍的是受力分析步骤中最核心的部分，即力的正交分解。
初中物理中，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（方向相同时），要么就是相减（方向相反）。
其实大部分的受力情况是复杂的。研究对象所受的力往往是不在一条直线上的（非一维问题），所以就不能简单的用加减法来求解，必须用一种新方法求解计算。
我们从力的合成与分解来计算力。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，最为常见和考察最多的，就是力的正交分解法
力的正交分解概念
物体受到多个力作用，我们可将各个力沿两个相互垂直的方向进行正交分解（投影），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，是物体所受到的力，在两个正交的坐标系内进行投影运算的。力的正交分解与普通的力的合成与分解，都遵循平行四边形定则。
正交分解法使用步骤
（1）建立坐标系
正确选择合适的直角坐标系，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）正交分解所有的力。即分别利用三角函数相关知识，把各力在正交的坐标轴上投影，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通过力的封闭三角形法则来求得。
接下来，就是辅助牛顿三大定律、直线运动公式，或者机械能、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。
正交分解的原因？
对力的正交分解的理由是什么？高中数学学习了坐标系的概念，在两个垂直的坐标轴上，进行投影运算就有了数学依据。还有，就是学到的三角函数正余弦等知识，也为力的投影计算提供了便利。
力的分解，是受力分析的核心，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或能量、动量问题进行分析的根基。
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考点，力的正交分解是解决受力问题的重要工具。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。同学们可以到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
力的分解http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/59.html
文章作者
文/小安；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：2020-11-20 10:17:25
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