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高考知识点解析：力的正交分解法的使用
内容简介
这篇文章主要介绍：力的正交分解的定义、具体解题步骤，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。力的运算也很简单，总是方向相反，或者方向相同的，计算要么是加法（方向相同），要么就是减法（方向相反时）。
其实大部分的受力情况，物体所受的力往往是不在一条直线上的，那么就不能简单的加减来求解，这就需要一种新的计算方法。
这就是力的合成与分解的来源。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。力的分解计算中，最常见的，就是力的正交分解法
力的正交分解
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进行正交分解，然后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，都遵循平行四边形定则。
正交分解的基本步骤介绍
（1）建立两个垂直的坐标系
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）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，把各力在正交的坐标轴上投影，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
物体所受的共点力合力的大小计算公式：F=√Fx2=Fy2（根号下Fx、Fy的平方之和；可能网页转码有失误），合外力的方向（与x轴的夹角）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？
为什么要对力进行正交分解呢？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，就是学到的三角函数正余弦等知识，也为力的正交投影提供了理论支撑。
力的分解运算，是受力分析中非常重要的一步，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与能量动量关系进行分析的前提。
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与方法。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。感兴趣的化，同学们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/苏阳；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：2021-01-06 11:37:18
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