正交分解法(精选例题)

第1章

力

物体的平衡1.4共点力作用下物体的平衡

1.4.1正交分解法共点力作用下物体的平衡一、平衡状态：定义：一个物体在共点力的作用下，若保持静

止或匀速直线运动，则该物体处于平衡状态。(1)静止：物体的______和_______都等于零的状态．速度加速度(2)匀速直线运动：物体的______不为零，

其________为零的状态．速度加速度例1：下列物体处于平衡状态的是()A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．在平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落时亦即：物体处于平衡状态，则加速度a一定等于0，所受合外力一定为零。讨论：若速度等于0，则物体是否一定处于平衡状态？举例：竖直上抛最高点答：不一定！AC【方法总结】判断物体是否处于平衡状态的方法：(1)根据物体的运动状态(看运动状态是静止，还是匀速运动)(2)根据物体的受力情况(看合力是否为零)．

再练一个：下列说法正确的是(

)A．竖直上抛物体达最高点时，物体处于平衡状态

B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态

C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F将它在拉下一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态

D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态BD①若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即二力平衡．②若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．（力的合成）③思考：若物体在三个以上的力的作用下而处于平衡状态呢？有什么特点？答：物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等方向相反．二、平衡条件：对物体受力分析，则物体所受合力为零，即F合=0xyo正交分解法正交分解法FαFyFx平衡问题的解题思路用力的正交分解求多个力的合力xyF1F2F31、建立直角坐标系（让尽量多的力在坐标轴上）2、正交分解各力（将各力分解到两个坐标轴上）3、分别求出x轴和y轴上各力的合力：4、求出FX

和

Fy

的合力，即为多个力的合力大小：方向：θFyFxF用力的正交分解求解物体平衡问题2、建立直角坐标系。3、正交分解各力。（将各力分解到两个坐标轴上）4、物体平衡时各方向上合力为零,分别写出x方向和y方向方程。5、根据方程求解。1、画出物体的受力图。例题2：如图所示，质量为m的物体放在粗糙水平面上，它与水平面间的滑动摩擦因数为μ，在与水平面成θ角的斜向上的拉力F作用下匀速向右运动。求拉力F的大小。θF

解题步骤

1、画出物体的受力图

2、建立直角坐标系

3、正交分解各力

4、别写出x、y方向的方程

5、根据方程求解例题2：如图所示，质量为m的物体放在粗糙水平面上，它与水平面间的滑动摩擦因数为μ，在与水平面成θ角的斜向上的拉力F作用下匀速向右运动。求拉力F的大小。θFGNfxy∵物体匀速运动，合外力为零由x方向合外力为零，有：由y方向合外力为零，有：解得：例题3：如图所示，质量为m的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑，求物体与斜面间的滑动摩擦因数。θ

解题步骤

1、画出物体的受力图

2、建立直角坐标系

3、正交分解各力

4、别写出x、y方向的方程

5、根据方程求解例题3：如图所示，质量为m的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑，求物体与斜面间的滑动摩擦因数。θmgNfxy∵物体匀速运动，合外力为零由x方向合外力为零，有：由y方向合外力为零，有：解得：练习一：如图所示，质量为m的光滑小球放在倾角为θ的斜面上被挡板挡住，求斜面对小球的弹力及挡板对小球的弹力。θ

解题步骤

1、画出物体的受力图

2、建立直角坐标系

3、正交分解各力

4、别写出x、y方向的方程

5、根据方程求解练习二：如图所示，质量为m的物体在与竖直方向成θ角的恒力F作用下沿粗糙墙面向上匀速运动，求物体与墙壁间的动摩擦因数。θF

解题步骤

1、画出物体的受力图

2、建立直角坐标系

3、正交分解各力

4、别写出x、y方向的方程

5、根据方程求解yx正交分解法

如图，物体重力为10N，AO绳与顶板间的夹角为45º，BO绳水平，试用计算法求出AO绳和BO绳所受拉力的大小。AOBCFAOFAOXFAOYFAOY=FAOcos45=GFAOX=FBO=Gyxo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：①氢气球受到的水平风力多大？②绳子对氢气球的拉力多大？风37˚FTsin37=15NFTcos37=F15NFTFTsin37FTcos37F正交分解法

如图，物体A的质量为m，斜面倾角α，A与斜面间的动摩擦因数为μ，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？FFN=Fsinα+GcosαFcosα=Gsinα+FfAyxGsinαGcosααFGFNFfFsinαFcos