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物理知识点讲解:力的合成与分解
2015.09.18 12:04

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内容简介

这篇文章主要介绍:力的正交分解的基本概念、解题的具体步骤,及力的正交分解方法与普通的力的分解间的关系。力的正交分解是受力分析中非常重要的一步。

初中我们研究的所有的力,都是基于一维方向的。力的运算很基础。力总是方向相反,或者方向相同的,要么是加法(方向相同时),或者就是减法关系(方向相反)。

其实大部分的受力情况是复杂的。物体所受的力往往并不在一条直线上,就不能用加减关系来求解,这就需要一种新的计算方法。

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

力的正交分解概念

物体受多个力作用,可将各个力沿两个相互垂直的方向来进行投影,然后再分别沿这两个方向求出合力。

力的正交分解是力的分解的一种特殊情况

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)建立两个垂直的坐标系

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相关知识,将各力投影在两个坐标轴上,分别求出坐标轴上的合力。

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的平方加Fy的平方),合力方向可由平行四边形法则或者力的封闭三角形法则求得。

接下来,就是借助牛顿运动定律、直线运动,或者机械能相关的定理与定律进行分析和计算了。力的正交分解步骤,就到此为止。

为什么正交分解?

为什么要进行力的正交分解呢?因为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(投影)就有了数学依据。还有,就是三角函数知识,也为力的正交分解(投影计算)提供了便利和理论支撑。

力的正交分解,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或能量、动量问题进行分析的根基。

本文就给大家讲解这些内容,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与方法。除了在正交坐标系内,进行力的分解运算外,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,把这里的内容掌握的更加牢固。

参考文献

力的分解http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/59.html

文章作者

文/韩磊;高中物理教师,物理网兼职编辑。

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