力的正交分解法方法及步骤

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所属分类:高一物理

受力分析是力学的基础,看似简单的东西却又是极其重要的环节。纵观历年的考试试卷,但凡涉及力学知识的都离不开受力分析,而力的正交分解法正是受力分析中最常用到的处理方法。如何进行力的正交分解,需要哪些方法及步骤?下面无忧物理学习网将对这个问题做详细介绍。

力的正交分析法理论基础

初三物理学习中,我们知道了一维即同一直线上力的方向问题,这是最简单的力的运算基础:同方向就相加,反方向就相减。

但是在实际中,物体的受力不是这么简单,可能受力不上2个力,可能多个力甚至这些力不在同一直线上。如此复杂的受力,如何运算呢?就不能简单认为相加或相减处理了!这就需要一种新的运算法则。

于是,力的合成与分解逐步产生。也就是力的合成与分解就是解决不在同一直线上力的运算的。这就是平行四边形定则实验的结论。正因为有了矢量的平行四边形法则,才有了力的正交分解法的理论基础。

为什么不采用其他分解模型,而选择了正交分解法呢?这源于我们积累了数学上大量的三角函数经验,结合三角函数使得这一分解显得更简单。

力的正交分解法概念

力的正交分解法是解决物体受多个力(3个以上)的最基本方法,也是最重要的方法,它是在物体受多个力作用下,选择合适的xy坐标轴,并将不在坐标轴上的力分别沿xy轴分解,然后再沿xy轴方向求合力。

力的正交分解法方法及步骤

力的正确分解法方向规定

凭多年的经验,个人认为力的正交分解法的方向优先原则是:规定运动方向或运动趋势方向为x轴;垂直运动方向或垂直运动趋势方向为y轴。

当然也有特例,比如说沿斜面方向运动的电梯,通常以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,这是高中物理里的个别特例。

力的正交分解法使用步骤

1、正确受力分析;

2、建立合适的坐标轴;

3、将不在坐标轴上的力沿xy轴垂直分解;

4、分别对xy轴列方程:Fx=maxFy=may

说明:

关于axay的理解:如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,则ax=ay=0,则有:Fx=0Fy=0

如果物体处于加速或减速状态,则ax≠0ay=0,则有:Fx=maFy=0,这实际上就是牛顿第二定律的正交分解法思路。

到此,力的正交分解法思路就到此为止!

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