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受力分析——正交分解法




受力分析是高中物理最重要的力學(xué)題目處理方法,沒學(xué)會的快來看??!


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正交分解法

是處理多個力作用問題的基本方法。物體受到多個方向的外力作用均可使用正交分解法。



物體受到多個力作用時求其合力,建立平面直角坐標(biāo)系,將物體受到的各個力移動到平面坐標(biāo)系的原點(共點力),這時可將各個力沿x軸和y軸方向進(jìn)行正交分解,然后再分別沿這兩個方向求出合力,正交分解法是處理多個力作用問題的基本方法,值得注意的是,對方向選擇時,盡可能使較多的力落在方向軸上;被分解的力盡可能是已知力。



運(yùn)用條件


物體受到多個方向的外力作用均可使用正交分解法。



條件意義


求多個共點力合成時,如果連續(xù)運(yùn)用平行四邊形定則求解,一般來說要解若干個斜三角形,一次又一次地求部分合力的大小和方向。計算過程顯得十分復(fù)雜,如果采用力的正交分解法求合力,計算過程就顯得較為明了。其基本思想是先分解再合成。



運(yùn)用步驟


第一步,立正交 x、y坐標(biāo),這是最重要的一步,x、y坐標(biāo)的設(shè)立,并不一定是水平與豎直方向,可根據(jù)問題方便來設(shè)定方向,不過x與y的方向一定是相互垂直而正交。


第二步,將題目所給定跟要求的各矢量沿x、y方向分解,求出各分量,凡跟x、y軸方向一致的為正;凡與x、y軸反向為負(fù),標(biāo)以“一”號,凡跟軸垂直的矢量,該矢量在該軸上的分量為0,這是關(guān)鍵的一步。


第三步,根據(jù)在各軸方向上的運(yùn)動狀態(tài)列方程,這樣就把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為標(biāo)量運(yùn)算;若各時刻運(yùn)動狀態(tài)不同,應(yīng)根據(jù)各時間區(qū)間的狀態(tài),分階段來列方程。這是此法的核心一步。


第四步,根據(jù)各x、y軸的分量,求出該矢量的大小,一定要表明方向,這是最終的一步。


在高中物理學(xué)習(xí)中,正確應(yīng)用正交分解法能夠使一些復(fù)雜的問題簡單化,并有效的降低解題難度.力的正交分解法在整個動力學(xué)中都有著非常重要的作用。


注 意 


在處理力的合成和分解問題時,我們常把力沿兩個互相垂直的方向分解,這種方法叫做力的正交分解法。這是一種很有用的方法,在運(yùn)用時要注意以下幾點:


1.力是矢量F′在X軸Y軸上的分矢量F′x和F′y是矢量,分量為正值表示分矢量的方向跟坐標(biāo)軸的方向相同,分量為負(fù)值表示分矢量的方向跟坐標(biāo)軸的方向相反。


2.確定矢量正交分量的坐標(biāo)軸,不一定是取豎直方向和水平方向。例如,分析物體在斜面上的受力情況,一般選取x軸與斜面平行,y軸與斜面垂直。坐標(biāo)軸的選取是以使問題的分析簡化為原則。通常選取坐標(biāo)軸的方法是:選取一條坐標(biāo)軸與物體運(yùn)動的加速度的方向相同(包括處理物體在斜面上運(yùn)動的問題),以求使物體沿另一條坐標(biāo)軸的加速度為零,這樣就可得到外力在該坐標(biāo)軸上的分量之和為零,從而給解題帶來方便。


目 的 


把力沿著兩個經(jīng)選定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法,在多個共點力作用下,運(yùn)用正交分解法的目的是用代數(shù)運(yùn)算公式來解決矢量的運(yùn)算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用于物體受多個力的情況,物體受到F1,F2,F3…,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸,y軸分解,則在x軸方向各力的分力分別為 F1x,F2x,F3x…,在y軸方向各力的分力分別為F1y,F2y,F3y….那么在x軸方向的合力Fx = F1x+ F2x+ F3x+ … ,在y軸方向的合力Fy= F2y+ F3y+ F3y+….合力,設(shè)合力與x軸的夾角為θ,則要求合力,運(yùn)用三角函數(shù)解出即可.在運(yùn)用正交分解法解題時,關(guān)鍵是如何確定直角坐標(biāo)系。


原 則 


在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則;在動力學(xué)中,以加速方向和垂直加速度方向為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo),這樣使牛頓第二定律表達(dá)式為:F=ma。


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知識要點:

直線運(yùn)動牛頓定律曲線運(yùn)動萬有引力機(jī)械能靜電場恒定電流磁場電磁感應(yīng)交變電流力學(xué)實驗高物3-3高物3-5高物3-4電磁場電磁波功與能連接體超重失重分子動理論+熱功受力分析


學(xué)習(xí)方法:

調(diào)整心態(tài)安排時間逆襲故事學(xué)科學(xué)法復(fù)習(xí)細(xì)則勵志雞湯



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