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高一物理共點力正交分解法

教育 更新时间:2024-11-20 00:23:33

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)1

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)2

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高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)7

【随堂】按下列兩種情況把一個豎直向下的180 N的力分解為兩個分力。(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)

(1)一個分力水平向右,大小240 N,求另一個分力的大小和方向;

(2)一個分力在水平方向上,另一個分力與豎直方向的夾角為30°斜向下(如上圖所示),求兩個分力的大小。

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)8

三、力的正交分解法

1.概念:把力沿着兩個選定的相互垂直的方向分解的方法。

2.坐标軸的選取原則:坐标軸的選取理論上是任意的,但為使問題簡化,實際中建立坐标系時應使盡量多的力落在坐标軸上。

3.一般步驟

(1)建立坐标系:選取合适的方向建立直角坐标系。

(2)正交分解各力:将每一個不在坐标軸上的力分解到x軸和y軸上,并求出各分力的大小,如圖所示。

(3)分别求出x軸和y軸方向上所受的合力,合力等于在該方向上所有力的代數和。(沿坐标軸正方向的力取為正,反之取為負)即:

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)9

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)10

4.說明:

(1)正交分解法不一定按力的實際效果來分解,而是根據需要為了簡化問題在兩個相互垂直的方向上分解,它是處理力的合成和分解的一種簡便方法。

(2)建立坐标系的原則:原則上坐标系的建立是任意的,為使問題簡化,一般考慮以下兩個問題:

①使盡量多的力處在坐标軸上。

②盡量使待求力處在坐标軸上。 

(3)應用:一般用于計算物體受三個或三個以上力的合力。方法:

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)11

四、對一個已知力進行有條件分解的讨論

對一個已知力分解時有解或無解,關鍵看代表合力的對角線與給定的代表分力的有向線段是否能構成平行四邊形(或三角形),若能,即有解;若不能則無解。具體情況有以下幾種:

1.已知合力和兩個分力的方向時,兩分力有唯一解(如圖所示)。

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2.已知合力與一個分力的大小和方向時,另一分力有唯一解(如圖所示)。

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)13

3.已知合力以及一個分力的大小和另一個分力的方向時,如圖所示,有下面幾種可能:

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高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)15

高一物理共點力正交分解法(力的分解及正交分解)16

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