正交分解高一物理必修1受力分析之正交分解.ppt

正交分解,受力分析,丹寨民族高级中学,F,力的正交分解,定义：把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,正交相互垂直的两个坐标轴,例：三个力F1、F2与F3共同作用在O点。如图, 该如何正交分解？,Fx,Fy,F,目的：,是化复杂的矢量运算为普通的代数运 算，将力的合成化简为同向或反向或垂直 方向。便于运用普通代数运算公式来解决 矢量的运算。,2、以力的作用点为坐标原点，恰当地建立直角坐标系，标出x轴和y轴。,步骤,3、将不在坐标轴上的各力分解为沿两坐标轴方向 的分力，并在图上标明。,4、将坐标轴上的力分别合成，按坐标轴规定的方向求代数和 即：Fx合=F1x+F2x+F3x+ Fy合=F1y+F2y+F3y+,5、最后求再求合力F的大小和方向,1、先对物体进行受力分析，画出受力示意图。,注意：坐标轴方向的选择虽具有任意性， 但原则是：使坐标轴与尽量多的力重合， 使需要分解的力尽量少和容易分解。,正交分解法,如图，物体重力为10N，AO绳与顶板间的夹角为45， BO绳水平，试用计算法求出AO绳和BO绳所受拉力的大小。,A,O,B,C,FAO,FAOX,FAOY,FAOY=FAOcos45=G,FAOX=FBO=G,正交分解法,如图，氢气球被水平吹来的风吹成图示的情形，若测得 绳子与水平面的夹角为37，已知气球受到空气的浮力为15N， 忽略氢气球的重力，求： 氢气球受到的水平风力多大？ 绳子对氢气球的拉力多大？,风,37,FTsin37=15N,FTcos37=F,15N,FT,FTsin37,FTcos37,F,正交分解法,如图，物体A的质量为m，斜面倾角，A与斜面间的动 摩擦因数为，斜面固定，现有一个水平力F作用在A上，当 F多大时，物体A恰能沿斜面匀速向上运动？,F,FN=Fsin+Gcos,Fcos=Gsin+Ff,A,Gsin,Gcos,F,G,FN,Ff,Fsin,Fcos,Ff=FN,例1：一个物体受到四个力的作用，已知F1=1N，方向正东；F2=2N，方向东偏北600，F3= N，方向西偏北300；F4=4N，方向东偏南600，求物体所受的合力。,F1,F2,F3,F4,x,y,F2x,F2y,F3y,F3x,F4x,F4y,600,300,600,小结,正交分解法,计算多个共点力的合力时，正交分解法显得简明方便 正交分解法求合力，运用了“欲合先分”的策略，降低了 运算的难度，是解题中的一种重要思想方法。,选择合适的坐标 分解不在坐标上的力 进行同轴的代数和的运算 将两个垂直的力合成,G,F1,F2,解：将重力G按如图分解,F1=Gtan370 F2=G/cos370,G,FN1,FN1,解:以球为对象,由于球静止 F合=0 FN1=Gtan370 N2=G/cos370,解:以球为对象 建立如图坐标,Fx=0 FN1 - FN2sin370=0 Fy=0 FN2cos370 - G=0,x,y,FN1,FN1,G,左图:=370光滑球重G=100N,试用三种方法,求:球对斜面、对挡板的作用力?,分解法,四边形法,正交法,1如图所示，用绳AO和BO吊起一个重100N的物体，两绳AO、BO与竖直方向的夹角分别为30o和45o，求绳AO和BO对物体的拉力的大小。,2. 如图所370，sin3700.6 cos3700.8。箱子重G200N，箱子与地面的动摩擦因数0.30。要匀速拉动箱子，拉力F为多大？,3.如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动。求： 地面对物体的支持力？ 木块与地面之间的动摩擦因数？,5如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体，当绳与水平面成60o角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。,7如图所示重20N的物体在斜面上匀速下滑，斜面的倾角