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力正交分解怎麼算

發布時間: 2022-04-30 04:25:46

㈠ 力的正交分解

高中物理力學的一種求解方法。
將一個力沿著互相垂直的方向(x軸、y軸)進行分解的方法
]利用正交分解法求合力步驟:第一步,立正交 x、y坐標,這是最重要的一步,x、y坐標的設立,並不一定是水平與豎直方向,可根據問題方便來設定方向,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,標以「一」號,凡跟軸垂直的矢量,該矢量在該軸上的分量為0,這是關鍵的一步。
第三步,根據在各軸方向上的運動狀態列方程,這樣就把矢量運算轉化為標量運算;若各時刻運動狀態不同,應根據各時間區間的狀態,分階段來列方程。這是此法的核心一步。
第四步,根據各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。
在高中物理學習中,正確應用正交分解法能夠使一些復雜的問題簡單化,並有效的降低解題難度.力的正交分解法在整個動力學中都有著非常重要的作用,那麼同學們如何運用力的正交法解題呢 [編輯本段]正交分解法的目的和原則把力沿著兩個經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,運用正交分解法的目的是用代數運算公式來解決矢量的運算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用於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….那麼在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,設合力與x軸的夾角為θ,則.在運用正交分解法解題時,關鍵是如何確定直角坐標系,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則;在動力學中,以加速方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標,這樣使牛頓第二定律表達式為:F=ma [編輯本段]運用正交分解法典型例題例1.物體放在粗糙的水平地面上,物體重50N,受到斜向上方向與水平面成300角的力F作用,F = 50N,物體仍然靜止在地面上,如圖1所示,求:物體受到的摩擦力和地面的支持力分別是多少
解析:對F進行分解時,首先把F按效果分解成豎直向上的分力和水平向右的分力, 對物體進行受力分析如圖2所示.F的效果可以由分解的水平方向分力Fx和豎直方向的分力Fy來代替.則:
由於物體處於靜止狀態時所受合力為零,則在豎直方向有:
則在水平方向上有:
例2.如圖3所示,一物體放在傾角為θ的光滑斜面上,求使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力.
解析:使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力都是由重力引起的,把重力分解成兩個互相垂直的兩個力,如圖4所示,其中F1 為使物體下滑的力,F2為物體壓緊斜面的力,則:
點評:F1和F2是重力的分力,與重力可以互相替代,但不能共存.
如圖5所示,拉力F作用在重為G的物體上,使它沿水平地面勻速前進,若物體與地面的動摩擦因素為μ,當拉力最小時和地面的夾角θ為多大
解析:選取物體為研究對象,它受到重力G,拉力F,支持力N和滑動摩擦力f的作用,根據平衡條件有:
解得:
設,則,代入上式可得:
當時,,此時F取最小值.
拉力取最小值時,拉力與地面的夾角
點評:這是一個和數學最值知識相結合典型例題,同學們可以通過本題體會和總結用數學知識解決物理問題的方法,逐步建立數學物理模型.
例3:大小均為F的三個力共同作用在O點,如圖6所示,F1,F2與F3之間的夾角均為600,求合力.
解析:此題用正交分解法既准確又簡便,以O點為原點,F1為x軸建立直角坐標;
(1)分別把各個力分解到兩個坐標軸上,如圖7所示:
(2)然後分別求出 x軸和y軸上的合力
(3)求出Fx和Fy的合力既是所求的三個力的合力如圖8所示.
,則合力與F1的夾角為600
點評:用正交分解法求共點力的合力的運算通常較為簡便,因此同學們要在今後學習中經常應用.

㈡ 求高中物理關於力的正交分解的解題方法及其思路!

正交分解法:是把力沿著兩個選定的互相垂直的方向分解,其目的是便於運用普通代數運算公式來解決矢量的運算。

力的正交分解法步驟如下:

(1)正確選定直角坐標系。通常選共點力的作用點為坐標原點,坐標軸方向的選擇則應根據實際情況來確定,原則是使坐標軸與盡可能多的力重合,即是使需要向兩坐標軸分解的力盡可能少。

(2)分別將各個力投影到坐標軸上。分別求x軸和y軸上各力的投影合力Fx和Fy,其中:

Fx=F1x+F2x+F3x+……;Fy=F1y+F2y+F3y+……

注意:如果F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,這是處理多個作用下物體平衡物體的好辦法,以後會常常用到。

對物體進行受力分析是解決力學問題的基礎,是研究力學的重要方法,受力分析的程序是:

1.根據題意選取適當的研究對象,選取研究對象的原則是要使對物體的研究處理盡量簡便,研究對象可以是單個物體,也可以是幾個物體組成的系統。

2.把研究對象從周圍的環境中隔離出來,按照先場力,再接觸力的順序對物體進行受力分析,並畫出物體的受力示意圖,這種方法常稱為隔離法。

3.對物體受力分析時,應注意一下幾點:

(1)不要把研究對象所受的力與它對其它物體的作用力相混淆。

(2)對於作用在物體上的每一個力都必須明確它的來源,不能無中生有。

(3)分析的是物體受哪些「性質力」,不要把「效果力」與「性質力」重復分析。

㈢ 什麼是力的正交分解法,怎麼用啊

力的分解遵循平行四邊形和三角形定律。
就是說,如果有個2個力和這2個力的合力(總計3個力)
這三個力肯定能組成一個三角形,閉合的。 你可以在草稿紙上畫一畫。

根據這個原理,一個力的分解方法有無數種。(因為假設有2個力的合力是這個力,那麼已知的條件只有1個力,即三角形的一條邊,因此另外2條邊可以隨便改動的,只要保證一條邊的起點和另一條邊的終點分別已知力的起點終點接上就可以了。)

既然方法有無數種,那麼怎麼來具體做題呢?這需要依靠題目的意思來分解。就像你說的這一題:
(1)首先畫出一個大小為150N的豎直向下的力(草稿紙上可以畫3厘米長,1厘米對應50N)
(2)然後在這個力的起點垂直往右畫一條射線,注意從這個力的起點垂直往右畫。
(3)最後過這個力的終點作直線,使這條直線與你在第2步所花的射線有交點,並且在紙上勾勒出了一個三角形,還要讓以150N的力終點為頂點的角是30度。也就是說讓你做出這么一條滿足以上條件的直線來。

這時候你的紙上出現了一個三角形,水平向東的那條邊就是你要求的F1,斜著與豎直方向成30度的那條邊就是F2
因為你做圖的時候規定了1cm對應50N,所以你只要根據三角形內部的關系求出那兩條邊的長度(你高一了,直角三角形裡面的東西還不會?),然後乘以50就是力的大小了。這2個力的方向與你在紙上畫的完全一致。

其實這道題並沒有考你正交分解法。這題只是屬於力的分解的問題。
正交分解法的題目多數要求計算一個力或幾個力的大小。並且找到了套路就十分死板。
正交分解法的題目,
第一步是明確對象,受力分析(列舉你分析對象所受到的力)。
第2步建立一個合理的直角坐標系,坐標系的原點最好是題目中大多數力的交點。並且建立時遵循讓盡可能多的力的方向與坐標軸重合。
第三步就是將每個力分解到你所建立的直角坐標系的x,y方向上來。
如果是慣性系中的平衡,那麼只要x方向上和y方向上受力都等於0就可以列式計算了;
如果是非慣性系中的平衡,那麼只要加上一個慣性力f=ma(有方向的!),然後x方向上和y方向上受力都等於0就可以列式計算了。!!

㈣ 力的正交分解法

1介紹:高中物理力學的一種求解方法。全稱為「力的正交分解」 2定義:將一個力分解為FX和FY兩個相互垂直的分力的方法,叫做力的正交分解 從力的矢量性來看,是力F的分矢量;從力的計算來看,力的方向可以用正負號來表示,分量為正值表示分矢量的方向跟規定的正方向相同,分量為負值表示分矢量的方向跟規定的正方向相反.這樣,就可以把力的矢量運算轉變成代數運算.所以,力的正交分解法是處理力的合成分解問題的最重要的方法,是一種解析法.特別是多力作用於同一物體時。
[編輯本段]利用正交分解法求合力步驟:
第一步,選定研究對象.並以質點的形式對進行表示. 第二步,對選定的研究對象進行受力分析! 第三步,建立直角坐標系.一般來講在水平面內可以任意建立坐標系,但是在斜面上最好沿物體下滑的方向建立x軸,然後建立Y軸。 第四步,分析加速度方向。必要時也可將加速度進行正交分解,以便於做題。 第五步,表達合外力。 第六步,列出X方向,與Y方向上的牛頓第二定律方程。 第七步,若需其他方程,也要列出需要的方程。然後求解! 第八步,檢驗是否符合實際情況。(比如力為負的不可取)
正交分解法的目的和原則
把力沿著兩個經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,運用正交分解法的目的是用代數運算公式來解決矢量的運算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用於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….那麼在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,設合力與x軸的夾角為θ,則.在運用正交分解法解題時,關鍵是如何確定直角坐標系,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則;在動力學中,以加速方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標,這樣使牛頓第二定律表達式為:F=ma
運用正交分解法典型例題
例1.物體放在粗糙的水平地面上,物體重50N,受到斜向上方向與水平面成30°角的力F作用,F = 50N,物體仍然靜止在地面上,如圖1所示,求:物體受到的摩擦力和地面的支持力分別是多少 解析:對F進行分解時,首先把F按效果分解成豎直向上的分力和水平向右的分力, 對物體進行受力分析如圖2所示.F的效果可以由分解的水平方向分力Fx和豎直方向的分力Fy來代替.則: 由於物體處於靜止狀態時所受合力為零,則在豎直方向有: 則在水平方向上有: 例2.如圖3所示,一物體放在傾角為θ的光滑斜面上,求使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力. 解析:使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力都是由重力引起的,把重力分解成兩個互相垂直的兩個力,如圖4所示,其中F1 為使物體下滑的力,F2為物體壓緊斜面的力,則: 點評:F1和F2是重力的分力,與重力可以互相替代,但不能共存. 如圖5所示,拉力F作用在重為G的物體上,使它沿水平地面勻速前進,若物體與地面的動摩擦因素為μ,當拉力最小時和地面的夾角θ為多大 解析:選取物體為研究對象,它受到重力G,拉力F,支持力N和滑動摩擦力f的作用,根據平衡條件有: 解得: 設,則,代入上式可得: 當時,,此時F取最小值. 拉力取最小值時,拉力與地面的夾角 點評:這是一個和數學最值知識相結合典型例題,同學們可以通過本題體會和總結用數學知識解決物理問題的方法,逐步建立數學物理模型. 例3:大小均為F的三個力共同作用在O點,如圖6所示,F1,F2與F3之間的夾角均為60°,求合力. 解析:此題用正交分解法既准確又簡便,以O點為原點,F1為x軸建立直角坐標; (1)分別把各個力分解到兩個坐標軸上,如圖7所示: (2)然後分別求出 x軸和y軸上的合力 (3)求出Fx和Fy的合力既是所求的三個力的合力如圖8所示. ,則合力與F1的夾角為60° 點評:用正交分解法求共點力的合力的運算通常較為簡便,因此同學們要在今後學習中經常應用.

㈤ 什麼是正交分解合成法,如何解

高中物理力學的一種求解方法,一般是在剛上高一是會學到

將一個力沿著互相垂直的方向(x軸、y軸)進行分解的方法
從力的矢量性來看,是力F的分矢量;從力的計算來看,的方向可以用正負號來表示,分量為正值表示分矢量的方向跟規定的正方向相同,分量為負值表示分矢量的方向跟規定的正方向相反.這樣,就可以把力的矢量運算轉變成代數運算.所以,力的正交分解法是處理力的合成分解問題的最重要的方法,是一種解析法.特別是多力作用於同一物體時,計算起來,非常方便.

利用正交分解法求合力可分以下四步:
第一步,立正交 x、y坐標,這是最重要的一步,x、y坐標的設立,並不一定是水平與豎直方向,可根據問題方便來設定方向,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,標以「一」號,凡跟軸垂直的矢量,該矢量在該軸上的分量為0,這是關鍵的一步。

第三步,根據在各軸方向上的運動狀態列方程,這樣就把矢量運算轉化為標量運算;若各時刻運動狀態不同,應根據各時間區間的狀態,分階段來列方程。這是此法的核心一步。

第四步,根據各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

正交分解是針對矢量而言的,比如速度、力等。
正交分解是將需要研究的分析的矢量,根據實際和解題需要將某一個或者某一些相關的矢量逐一都分解到相互垂直方向上的兩個分矢量,然後分別對兩個方向上的分矢量分別進行矢量加減,得到每個方向上分矢量的合,再根據需要分別計算或者兩個方向上的合分矢量和求得最終的合矢量。比如光滑斜面上的物體所受的沿斜面(或者水平或者任意方向)的拉力,垂直斜面的支持力,豎直向下的重力,求解物理狀態等相關量時,通常選取平行斜面和垂直斜面為正交分解面對以上各個力進行分解

㈥ 力的解正交分解法怎麼求

第一步,立正交 x、y坐標,這是最重要的一步,x、y坐標的設立,並不一定是水平與豎直方向,可根據問題方便來設定方向,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,標以「一」號,凡跟軸垂直的矢量,該矢量在該軸上的分量為0,這是關鍵的一步。 第三步,根據在各軸方向上的運動狀態列方程,這樣就把矢量運算轉化為標量運算;若各時刻運動狀態不同,應根據各時間區間的狀態,分階段來列方程。這是此法的核心一步。 第四步,根據各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。 在高中物理學習中,正確應用正交分解法能夠使一些復雜的問題簡單化,並有效的降低解題難度.力的正交分解法在整個動力學中都有著非常重要的作用,那麼同學們如何運用力的正交法解題呢

㈦ 力的正交分解 是什麼

把力沿著兩個經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,運用正交分解法的目的是用代數運算公式來解決矢量的運算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用於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….

那麼在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,設合力與x軸的夾角為θ,則要求合力,運用三角函數解出即可.

在運用正交分解法解題時,關鍵是如何確定直角坐標系。


㈧ 正交分解和合外力 正交分解是怎麼解的為什麼有時候支持力等於重力減去一個力呢. 合外力是怎麼求的

正交分解是將一個力按照平行四邊形法則分解成相互垂直的兩個力.
當放在水平地面上的物體,同時受到一個豎直向上的小於重力的作用力後,支持力等於重力減去一個力呢.這時三個力在一直線上.
當受力物體可以看成質點時,運用矢量合成的平行四邊形法則可以求合外力.方法是將二個合成一個.進行多次即可.,

㈨ 正交分解法怎麼計算合力

正交分解就是把一個矢量分解成兩個互相垂直的矢量
是將一個力沿著互相垂直的方向(x軸、y軸)進行分解的方法
從力的矢量性來看,是力F的分矢量;
從力的計算來看,的方向可以用正負號來表示,分量為正值表示分矢量的方向跟規定的正方向相同,分量為負值表示分矢量的方向跟規定的正方向相反.這樣,就可以把力的矢量運算轉變成代數運算.所以,力的正交分解法是處理力的合成分解問題的最重要的方法,是一種解析法.
特別是多力作用於同一物體時,計算起來,非常方便.
利用正交分解法求合力可分以下四步:
(1)以力的作用點為原點,建立合適的直角坐標系;
(2)將各力進行正交分解;
(3)分別求出兩個坐標軸上各分量的代數和
(4)正交合成,求出合力的大小和方向.

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