演示文稿力的正交分解法总结

1、演示文稿力的正交分解法总结第一页，共二十六页。力的正交分解法总结第二页，共二十六页。多个力的合力是唯一的力的合成和分解一个力的分解是不确定的分解与合成的原则三角形法等效原则平行四边形法则第三页，共二十六页。FFF1F2F1F2 a、已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小。唯一解 b、已知合力和一个分力的大小、方向，求另一个分力的大小和方向。唯一解力的分解第四页，共二十六页。F2F1F1F2FFc、已知合力、一个分力的方向和另一个分力的大小，求分力的大小和另一分力的方向F2=Fmin=Fsin 唯一解F F2 Fsin 两组解 F2 = F 唯一解第五页，共二十六页。F1F2F3F4F12F

2、123F1234 先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力飞鸥网 第六页，共二十六页。 求合力的基本方法有作图法和计算法。正交分解法正交分解法的优点： 作图法原理简单易掌握，但结果误差较大。 定量计算多个共点力的合力时，如果连续运用平行四边形定则求解，一般需要解多个任意三角形，一次接一次地求部分合力的大小和方向，计算十分麻烦。而用正交分解法求合力就显得十分简明方便。 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。第七页，共二十六页。FxyOFyFx力的正交分解 定义：把力沿着两个

3、选定的互相垂直的方向分解正交相互垂直的两个坐标轴第八页，共二十六页。F1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF2X例：三个力F1、F2与F3共同作用在O点。如图, 该如何正交分解？xyOFxFyF飞鸥网 第九页，共二十六页。GF1F2解：将重力G按如图分解F1=Gtan370F2=G/cos370GN1N2解:以球为对象由于球静止 F合=0 N1=Gtan370 N2=G/cos370解:以球为对象 建立如图坐标Fx=0 N1 - N2sin370=0Fy=0 N2cos370 - G=0 xyN1N2G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

4、解法四边形法正交法第十页，共二十六页。目的：基本思想： 正交分解法求合力，运用了“欲合先分”的策略，即为了合成而分解，降低了运算的难度，是一种重要思想方法。 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。第十一页，共二十六页。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

5、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。第十二页，共二十六页。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。F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600第十三页，共二十六页。F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600第十四页，共二十六页。Fy= NFx = -1/2 NF =1Nxy第十五页，共二十六页

6、。例有五个力作用于一点，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，如图所示，设，则五个力的合力大小为多少？正交分解X轴：F1X=F5X=2.5 F2X=F4X=7.5N F3X=10N轴：F1Y+F5Y=0 F2Y+F4Y=0 F3Y=0 F1X+F2X+F3X+F4X+F5X=30NF1Y+F2Y+F3Y+F4Y+F5Y=0F=30N第十六页，共二十六页。把所有的力放在一个直角坐标系内沿轴方向分解,根据“同向相加,异向相减”的原则分别得出两坐标轴方向上的合力. 最后 (如果需要) ,再对两坐标轴上得出的合力进行合成得到最终的合力.正交分解法则Fx合=Fx-f= G sin-fFy合=N-

7、Fy= N-GcosfNGxy建立坐标轴x轴和y轴时应使尽量多的力落在坐标轴上,减少分解. 小窍门1F合=Fx合2+Fy合2第十七页，共二十六页。GFNfFx合=Fx-f= Fcos-fFy合=Fy+N-G= Fsin+N-G.F放置在水平地面上的物块,受到一个与水平面夹角为的力F.对物块受到的力进行正交分解.FxFyF合=Fx合2+Fy合2解:木块受力分析如图所示以水平方向和竖直方向为x轴和y轴,将F分解在这两个方向上.则有:第十八页，共二十六页。小窍门2-常见的物体情景的正交分解1.斜面-常将平行于斜面方向和垂直于斜面方向作为x轴和y轴,然后将其它力都分解在这两个方向上.2.水平面(或竖直

8、面),但可能存在与水平面(或竖直面)成一定夹角的力.-常将水平面和竖直面作为x轴和y轴,然后将其它力都分解在这两个方向上.第十九页，共二十六页。fNGxy解:木块受力分析如图所示以平行于斜面方向和垂直于斜面方向为x轴和y轴,将重力分解在这两个方向.则有:F x合=Gx-f=G sin - fF y合=N- Gy= N - G cos一物块放置在斜面上,斜面和物块都静止.斜面的倾角为,斜面质量为M,物块质量为m, 斜面与地面之间无摩擦.请画出物块和斜面的受力示意图,并对它们受到的力分别进行正交分解.GxGy第二十页，共二十六页。以水平方向和竖直方向为x轴和y轴,将木块对斜面的压力及木块与斜面之间

9、的摩擦力分解在这两个方向上.则有:Fx合=fx-Nx=fcos - NsinFy合= N1-Ny-G-fy=N1 - fsin - Ncos - G1解:斜面的受力情况如左图所示.fNG1N1xy一物块放置在斜面上,斜面和物块都静止.斜面的倾角为,斜面质量为M,物块质量为m, 斜面与地面之间无摩擦.请画出物块和斜面的受力示意图,并对它们受到的力分别进行正交分解.第二十一页，共二十六页。-正交分解法解决平衡问题当运用正交分解法把所有的力放在一个直角坐标系内时,x轴上的合力和y轴上的合力均为0.小窍门3利用正交分解法解题的的一般步骤： 1、分析物体 的受力情况；2、建立直角坐标系；3、根据物体沿轴

10、或轴的所处的状态列方程求解。建立原则： 、沿物体的运动方向和垂直于物体的运动方向； 、沿力的方向，使尽量多的力在坐标轴上。第二十二页，共二十六页。Gsin300 - f - Fcos300=0 N + Fsin300 - Gcos300=0fNGFyx30fNGF30例:一物块在拉力F的作用下静止在倾角为30 的斜面上,物块重40N, 拉力F与斜面成30角,大小为10N.求物块所受支持力和摩擦力的大小.F=10Nf = Gsin300 - Fcos300=40 -10 N=11.34N1232N=Gcos300-Fsin300=40 - 10 N=29.64N1232第二十三页，共二十六页。一

11、物体放在水平桌面上,现对物体施加一个斜向上的拉力F,使物体在水平桌面上做匀速直线运动.下面说法正确的是:A.物体不一定受摩擦力作用B.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定为0C.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定向前D.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定向上物体运动方向第二十四页，共二十六页。如图,重为G的光滑小球用细绳悬挂在墙壁上的O点,细绳与竖直方面的夹角为.小球对细绳的拉力及对墙壁的压力有多大?如果加大细绳的长度,使悬挂点由O点上移到O,小球对墙壁的压力和对细绳的拉力如何变化?OOOOGNFxy当将绳子加长,悬挂点上移到O时, 减小因此,绳子拉力F减小,N减小小球对绳子的拉力大小等于F,对墙壁的压力大小等于N.因此,变化情况同F和N一样.N - Fsin =0 Fcos - G=0F =G/ cos N = Fsin = Gtan第二十五页，共二十六页。如图,重为G的物块放置在倾角为的斜面上,在水平外力F的作用下保持静止状态.若将水平外力增大一些(物块仍静止),则有:A.物块所受摩擦力一定增大B.物块所受摩擦力一定减小C.物块所受最大静摩擦力一定增大 D.以上都不对FFNGx