高中物理正交分解

合集下载

2019-2020年高中物理 3.5正交分解法1 新人教版必修1

2019-2020年高中物理 3.5正交分解法1 新人教版必修1所谓“正交分解法”就是将受力物体所受外力（限同一平面内的共点力）沿选定的相互垂直的x轴和y轴方向分解，然后分别求出x轴方向、y方向的合力ΣF x、ΣF y，由于ΣF x、ΣF y相互垂直，可方便的求出物体所受外力的合力ΣF（大小和方向一、正交分解法的三个步骤第一步，立正交x、y坐标，这是最重要的一步，x、y坐标的设立，并不一定是水平与竖直方向，可根据问题方便来设定方向，不过x与y的方向一定是相互垂直而正交。

第二步，将题目所给定跟要求的各矢量沿x、y方向分解，求出各分量，凡跟x、y轴方向一致的为正；凡与x、y轴反向为负，标以“一”号，凡跟轴垂直的矢量，该矢量在该轴上的分量为0，这是关键的一步。

第三步，根据在各轴方向上的运动状态列方程，这样就把矢量运算转化为标量运算；若各时刻运动状态不同，应根据各时间区间的状态，分阶段来列方程。

这是此法的核心一步。

第四步，根据各x、y轴的分量，求出该矢量的大小，一定表明方向，这是最终的一步。

求物体所受外力的合力或解物体的平衡问题时，常采用正交分解法。

）例1 共点力F1＝100N，F2＝150N，F3＝300N，方向如图1所示，求此三力的合力。

解：三个力沿x，y方向的分力的合力：(负值表示方向沿y轴负方向）由勾股定理得合力大小：ΣF= ==166.4N ∵ΣF x﹥0、ΣF y﹥0 ∴ΣF在第四象限内，设其与x 轴正向夹角为，则：tg===0.6429 ∴=32.7º运用正交分解法解题时，x轴和y轴方向的选取要根据题目给出的条件合理选取，即让受力物体受到的各外力尽可能的与坐标轴重合，这样方便解题。

运用正交分解法解平衡问题时，根据平衡条件F合＝0，应有ΣF x＝0，ΣF y＝0，这是解平衡问题的必要和充分条件，由此方程组可求出两个未知数。

例2 重100N光滑匀质球静止在倾角为37º的斜面和与斜面垂直的挡板间，求斜面和挡板对球的支持力F1，F2。

高一物理---正交分解法

高一物理正交分解法所谓“正交分解法”就是将受力物体所受外力（限同一平面内的共点力）沿选定的相互垂直的x 轴和y 轴方向分解，然后分别求出x 轴方向、y 方向的合力ΣF x 、ΣF y ，由于ΣF x 、ΣF y 相互垂直，可方便的求出物体所受外力的合力ΣF （大小和方向一、正交分解法的三个步骤第一步，立正交 x 、y 坐标，这是最重要的一步，x 、y 坐标的设立，并不一定是水平与竖直方向，可根据问题方便来设定方向，不过x 与y 的方向一定是相互垂直而正交。

第二步，将题目所给定跟要求的各矢量沿x 、y 方向分解，求出各分量，凡跟x 、y 轴方向一致的为正；凡与x 、y 轴反向为负，标以“一”号，凡跟轴垂直的矢量，该矢量在该轴上的分量为0，这是关键的一步。

这是此法的核心一步。

第四步，根据各x 、y 轴的分量，求出该矢量的大小，一定表明方向，这是最终的一步。

求物体所受外力的合力或解物体的平衡问题时，常采用正交分解法。

）例1 共点力F 1＝100N ，F 2＝150N ，F 3＝300N ，方向如图1所示，求此三力的合力。

y53°37°O x 37°解：三个力沿x ，y方向的分力的合力x x x x F F F F 321++=∑：︒+︒-︒=37sin 53sin 37cos 321F F F N N N 6.03008.01508.0100⨯+⨯-⨯=N 140= yy y y F F F F 321++=∑︒-︒+︒=37cos 53cos 37sin 321F F F NN N 8.03006.01506.0100⨯-⨯+⨯=N 90-= (负值表示方向沿y 轴负方向）由勾股定理得合力大小：ΣF=22)()(y x F F ∑+∑ =N 22)90(140-+=166.4N ∵ΣF x ﹥0、ΣF y ﹥0 ∴ΣF 在第四象限内，设其与x 轴正向夹角为α，则： tg α=xy F F ∑∑=NN14090=0.6429 ∴α=32.7º 运用正交分解法解题时，x 轴和y 轴方向的选取要根据题目给出的条件合理选取，即让受力物体受到的各外力尽可能的与坐标轴重合，这样方便解题。

正交分解高一物理必修1受力分析之正交分解.ppt

矢量的运算。
步骤
1、先对物体进行受力分析，画出受力示意图。 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。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。 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。
F3x
F1x
O
F3y
x
F
F
y
x
F1 F2 x F3x ...
F3 y
ΣF
F1y F2 y F3 y ...
ΣFy
2 2 F F x y
F
tan
Fy Fx
O
ΣFx
x
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
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θ＝370，sin370＝0.6 cos370 ＝0.8。箱子重G＝200N，箱子与地面的动摩擦因数μ＝0.30。要匀速拉动箱子，拉力F为多大？
Ff=μ FN
Ff Gsinα
Fcosα F Fsinα G Gcosα
x
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= 3 3 N，方向西偏北300；F4=4N，方向东偏南600，求物体所受的合力。
y
F3 F2y
300
F3y F2
600
2x
F4x
A FAO FAOX O y FAOY B

高一物理必修1正交分解

第一讲正交分解法知识点一：共点力及平衡条件共点力：物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力。

能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。

平衡状态：物体保持静止．．．．．．状态．．．．或匀速直线运动注意：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零。

共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。

1.如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，沿水平面做匀速直线运动，此时绳中拉力为F，则木箱所受合力大小为（）>A 0B FC FcosθD Fsinθ2、如图所示，一质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑。

下列说法正确的是（）A 物体所受合力的方向沿斜面向下B 斜面对物体的支持力等于物体的重力C 物体下滑速度越大，说明物体所受摩擦力越小D 斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上知识点二：共点力的处理方法——正交分解法!正交分解一般步骤：选定研究对象，并作出受力分析建立合适的直角坐标系（尽可能少分解力）将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上列出平衡状态下x方向、y方向的方程求解：x方向上：F1x=F2x y方向上：F1y+F2y=G1.质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动（如图所示）。

已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪一个（）A μmgB μ（mg＋Fsinθ）-C μ（mg－Fsinθ）D Fcosθ2.物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，F = 50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，求：物体受到的摩擦力和地面的支持力分别是多少3.在图中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°.如把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（）A 12G，32G B33G，3G-C23G，22G D22G，32G4.甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1 000 N的力拉绳子，方向如图所示，要使船沿OO′方向航行，乙的拉力最小值为（）A 500 3 NB 500 NC 1 000 ND 400 N练习：1.质量为m的物体在恒力F作用下，F与水平方向之间的夹角为θ，沿天花板向右做匀速运动，物体与顶板间动摩擦因数为μ，则物体受摩擦力大小为多少&2.直角劈形木块（截面如图所示）的质量M=2kg，用外力F顶靠在竖直墙上。

物理人教版必修一专题正交分解

Fy
q
f
Fx
x
G
力的正交分解法
• 某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物体向右运动，已知物体质量为10kg，动摩擦因数为0.1。求物体在水平方向所受的合
力y为多少?（g=10m水/s平2)方向上，受到Fx和f两个力 FN F
Fy
q
f
Fx
x
G
力的正交分解法
• 某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物体向右运动，已知物体质量为10kg，动摩擦因数为0.1。求物体在水平方向所受的合
平和竖直两个方向上的分力.
Fx F c osq
y
Fy
F
q
Fx
20 3 N 2
10 3 N
x Fy F sin q
20 1 N 2
10 N
力的正交分解法
• 三个共点力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N ，它们相互间的夹角为120°，求它们的合力.
F2=30 N 120o
120o F1=20 N 120o
F3y
F3=40 N 5 3 N
力的正交分解法
• 三个共点力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N
，它们相互间的夹角为120°，求它们的
合力. y
F2y
F2=30 N
120o F1=20 N 120o 120o
F2x F3x
三个力合力的大小为：
x F 152 (5 3)2 N
10 3 N
互相垂直的方向进行分解。y
• 正交分解的步骤：
• ①建立xOy直角坐标系
F
O
x
力的正交分解法
• 力的正交分解：把一个已知力沿着两个
互相垂直的方向进行分解建立xOy直角坐标系

高一物理正交分解例题及解析

高一物理正交分解例题及解析
以下是一个高一物理正交分解的例题及解析：
例题：一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿着与水平方向成α角的直板上表面向上匀速运动。

物体与直板间的动摩擦因数为μ，求物体受到的摩擦力。

解析：物体受到的摩擦力由静摩擦力和滑动摩擦力两部分组成。

1. 静摩擦力：物体在直板上表面向上匀速运动时，直板对物体的支持力与物体所受的重力平衡，则物体受到的静摩擦力为：
f_静= mg
2. 滑动摩擦力：由于物体与直板间存在滑动摩擦力，物体受到的滑动摩擦力为：
f_滑= μ(mgcosα+ Fsinα)
因此，物体受到的摩擦力为：
f = f_静+ f_滑= m
g + μ(mgcosα+ Fsinα)
答案：物体受到的摩擦力为mg + μ(mgcosα+ Fsinα)。

人教版高一物理必修一-力的分解——正交分解法(20张)-PPT优秀课件

例题7：质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，在平行斜面的推力的作用下，物体沿斜面匀速运动。物体与斜面的动摩擦因数为μ
1）若向上运动，求：推力的大小______ 斜面对物体支持力的大小______
2）若向下运动，求：推力的大小________ 斜面对物体支持力的大小________
F
θ
人教版高一物理必修一： 3.5 力的分解 ——正交分解法(共2 0张PPT )【PPT 优秀课件】-精美版
正交分解法
学会正交分解法求合力解决复杂平衡问题
问题：将F力向如图所示方向分解，求分力大小容易么？
60°
F
45°
问题：求F1、F2的合力容易么？
F2=25N
30°
F1=40N
问题：将F力向如图所示方向分解，求分力大小容易么？
已知F=100N,两分力的方向互相垂直，如图求出：两个分力的大小
人教版高一物理必修一： 3.5 力的分解 ——正交分解法(共2 0张PPT )【PPT 优秀课件】-精美版
例四质量为m的物体沿粗糙斜面匀速下滑，斜面倾角为α，求：物体受到的支持力和摩擦力物体与斜面的动摩擦因数多大？
f
N
物体匀速运动，合力为零 X轴方向：f=mgsin α---1）
( 5 0 2 0 0 .5 )N 0 4N 00
补充问题：物体与地面间的动摩擦因数多大？
人教版高一物理必修一： 3.5 力的分解 ——正交分解法(共2 0张PPT )【PPT 优秀课件】-精美版
人教版高一物理必修一： 3.5 力的分解 ——正交分解法(共2 0张PPT )【PPT 优秀课件】-精美版

人教版高中物理必修一3-5正交分解法1

由勾股定理得合力大小：ΣF=22)()(y x F F ∑+∑ =N22)90(140-+=166.4N∵ΣF x ﹥0、ΣF y ﹥0 ∴ΣF 在第四象限内，设其与x 轴正向夹角为α，则： tg α=x yF F ∑∑=NN14090=0.6429 ∴α=32.7º运用正交分解法解题时，x 轴和y 轴方向的选取要根据题目给出的条件合理选取，即让受力物体受到的各外力尽可能的与坐标轴重合，这样方便解题。

运用正交分解法解平衡问题时，根据平衡条件F 合＝0，应有ΣF x ＝0，ΣF y ＝0，这是解平衡问题的必要和充分条件，由此方程组可求出两个未知数。

例2 重100N 光滑匀质球静止在倾角为37º的斜面和与斜面垂直的挡板间，求斜面和挡板对球的支持力F 1， F 2。

yF 1 xF 2G37°图 3解：选定如图3所示的坐标系，重球受力如图3所示。

由于球静止，所以有：⎩⎨⎧=︒-=︒-037sin 037cos 21G F G F∴N N G F 808.010037cos 1=⨯=︒= N N G F 606.010037sin 2=⨯=︒=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40o ，求绳AO 和BO 对物体的拉力的大小。

2.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6 0o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。

3. (8分)如图6所示，θ＝370，sin370＝0.6，cos370＝0.8。

箱子重G＝200N，箱子与地面的动摩擦因数μ＝0.30。

要匀速拉动箱子，拉力F为多大？4.（8分）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：（1）地面对物体的支持力？（2）木块与地面之间的动摩擦因数？5．（6分）如图10所示，在倾角为α=37°的斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜面之间放一个重力G=20N的光滑球，把球的重力沿垂直于斜面和垂直于档板的方向分解为力F1和F2，求这两个分力F1和F2的大小。

力学-合成法-正交分解法高中物理

专题1合成法正交分解法【知能整合】一、合力的求法1、若物体受到两个力的作用而做加速（减速）运动，则采用合成法求合力。

2、若物体受到三个或三个以上的力的作用而做加速（减速）运动，则采用正交分解法求合力。

即将力沿x 、y 两个正交方向分解，得到牛顿第二定律的分量式：x x F ma =，y y F ma =。

应用时要选好正方向并明确各力的方向．．．．．和加速度方向．．．．．，并在受力图上标出。

二、加速度方向的判定1、从运动学的角度分析：根据物体的运动性质可判断加速度方向。

如匀加速（匀减速）直线运动的加速度方向与速度方向相同（相反）。

注意加速度方向与速度方向的区别。

2、从动力学的角度分析：根据物体的受力情况可判断加速度的方向。

分析物体受力情况并判断其合力方向，加速度方向应与合力的方向相同。

三、应用牛顿第二定律的解题步骤1、明确研究对象；2、正确进行受力分析，并明确加速度方向；3、对物体受到的力进行等效处理（合成或正交分解）；4、根据牛顿第二定律列方程求解结果。

【典例剖析】【例1】（合成法）如图所示，小车沿倾角为θ的斜面做匀加速直线运动，小车支架上有一单摆，在运动过程中，摆线为水平状态，则小车运动的加速度大小为（）A ．g sin θB ．g tan θC ．g /sin θD ．g /tan θ【例2】（正交分解法——分解力）质量为m 的三角形木楔A 置于倾角为θ的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为μ，一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上，在力F 的推动下，木楔A 沿斜面以恒定的加速度a 向上滑动，则F 的大小为（）A ．θθμθcos )]cos (sin [++g a mB ．θμθθsin cos)sin (+-g a m C ．θμθθμθsin cos )]cos (sin [-++g a m D ．θμθθμθsin cos )]cos (sin [+++g a m 【例3】（正交分解法——分解加速度）如图所示，电梯与水平面的夹角为300，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是其重力的65，求人对梯面的摩擦力是其重力的多少倍？a 300【例4】（正交分解法解动态问题）如图所示，光滑水平面上放置一斜面体A ，在其粗糙斜面上静止一物块B ．从某时刻开始，一个从零逐渐增大的水平向左的力F 作用在A 上，使A 和B 一起向左做变加速直线运动．则在B 与A 发生相对运动之前的一段时间内（）A ．B 对A 的压力和摩擦力均逐渐增大B ．B 对A 的压力和摩擦力均逐渐减小C ．B 对A 的压力逐渐增大，B 对A 的摩擦力逐渐减小D ．B 对A 的压力逐渐减小，B 对A 的摩擦力逐渐增大【例5】(多解)如图，将质量m ＝0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上。

高一物理力的正交分解

力
例2:如图所示，质量为m 的
小球，用一根长为L的细绳吊起来,放在半径为R的光滑的球体表面上，由悬点到球面的最小距离
为d，则小球对球面的压力和绳
子的拉力各为多少？
相似三角形
.
...Fra bibliotek..
.
；微生物资源中心 https:/// 微生物资源中心
力的正交分解
• 在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受
到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后求两个方向
上的力的合力，这样可把复杂问题简化，尤其是在求多个力的合力时，用正交分解的方法，先将力分解再合成非常简单．
相似形问题的解题
步骤
1.对物体进行受力分析 2.画出力的三角形与长度三角形 3.由对应边成比例关系求出未知

物理正交分解

F
X: Fcosα=Gsinα+f Y: N=Fsinα+Gcosα
N y
A α
f=μ N
f Gsinα
Fcosα F Fsinα G Gcosα
x
F
30°
正交分解法
选择一个坐标轴，将力分解为两个轴上的相互垂直的分力
y
FX= Fcosα Fy= Fsinα
Fy
o
F
α
Fx
x
利用正交分解法解题的的一般步骤：
1、选研究对象 2、受力分析
3、建立直角坐标系，正交分解
4、写出ｘ轴和ｙ轴的方程求解。
建立坐标轴的原则：ａ、沿物体的运动方向；ｂ、使尽量多的力在坐标轴上。
一质量为m的物块放置在斜面上,斜面和物块都静止.斜面的倾角为。求出物体受到的摩擦力和支持力
f Gy 解：X: f=Gx Y:N= Gy 又Gx=G •sin
G

y
N
Gx x
所以
f =G •sin N = G •cos
Gy= G •cos
例题：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。 y
N F f θ x方向： ∵物体匀速运动，合外力为零
F cos N
x
y方向：
N F sin m g
m g 解得： F cos sin
G
练习：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？
F

静止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.求物块受到的摩擦力和支持力.

高一物理正交分解技巧

高一物理正交分解技巧
一般在力的分解时候用。

将一个已知力正交分解，就是先从它的起点化一个水平的X坐标轴；再从同一起点画一个垂直于那个水平轴的Y轴。

以力的终点作为这个矩形的另一个顶点，连接成四边形。

原来的那个斜向的力，就用正交法分解成了一个水平的力和一个垂直的力。

力的合成与分解的一般方法，但是在一些情况下，受力的方向没有规律，我们不好判断合力的方向，这时，我们可以采用正交分解求合力的方法。

(1)明确研究对象(或系统)；
(2)了解运动状态(题给出、暗示或判断、假设）；
(3)进行受力分析（按顺序，场力、弹力、摩擦力）；
(4)建立坐标,对力进行正交分解（有相对运动或相对运动趋势的特别是有加速度的，必需建一轴在这方向上）
(5)立方程，解之。

（有时还需∑M=0，这不属正交分解法）
简单点说,先把所有的力画出来,再找个(x,y)坐标系(找个利于求解的,比如竖直与水平,垂直与平行之类),然后把力分解到坐标系的方向,再利用坐标系方向的力("合力")加加减减求解就行了.用于求运动,比如匀速,加速之类的方法.
具体要看题目的情况。

高中物理必修一正交分解法

如图a建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴y轴上的合力 Fx和Fy，有 Fx＝F1＋F2cos 37° －F3cos 37° ＝27 N Fy＝F2sin 37° ＋F3sin 37° －F4＝27 N
因此，如上图 b 所示，合力 F＝ F2x＋Fy2≈38.2 N tan φ＝FFxy＝1 所以 φ＝45°.
力的正交分解法
1.正交分解法求合力
概念：将力沿着两个选定的相互垂直的方向分解优点：把矢量运算转化为代数运算适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成
例1
解析：本题若连续运用平行四边形定则求解，需解多个斜三角形，一次又一次确定部分合力的大小和方向，计算过程十分复杂．为此，可采用力的正交分解法求解此题．
【解析】先对物体进行受力分析，如右图所示，
然后对力F进行正交分解．水平方向分力F1＝Fcosθ 竖直方向分力F2＝Fsinθ 由力的平衡可得
F1＝f，F2＝mg＋N 又由滑动摩擦力公式知f＝μN 将F1和F2代入可得f＝Fcosθ＝μ(Fsinθ－mg)，故正确选项为B、C. 【答案】 BC
Fx＝F1x＋F2x＋…
Fy＝F1y＋F2y＋…
(5)求共点力的合力，合力大小F＝ Fx2＋Fy2，
合力的方向与x轴的夹角为α，则tan α＝ FFyx.
2.共点力作用下物体的平衡的基本分析方法
(1)合成法
(2)分解法
(3)正交分解法
例2 如图所示，重为G的物体放在水平面上，推力 F与水平面夹角为θ，物体做匀速直线运动，已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，求施加的推力F和物体所受的摩擦力。
代入数据得：
F
G
cos sin
FN

正交分解思想在高中物理中的应用

正交分解思想在高中物理中的应用1、正交分解法：把同一矢量系的各个矢量向垂直的两个坐标轴（x 轴和y 轴）方向分解。

2、适用范围：所有矢量，比如高中阶段学的矢量：力、速度、位移、加速度、电场强度、磁感应强度等等。

3、基本原理：矢量的合成和分解法则，即平行四边形定则；先分解后合成，即为了合成而分解（欲合先分）。

一、正交分解思想在求合力中的应用【例1】如图所示，三个共点力F 1、F 2、F 3的大小分别为20N 、30N 、40N ，求这三个共点力的合力。

【答案】二、正交分解思想在求共点力平衡中的应用【例2】如图甲，质量为m 的木块静止在固定斜面上，已知斜面倾角为θ，重力加速度为g ，求木块所受摩擦力？【例3】如图乙，一个质量为m 的木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F ，木块处于静止状态。

已知斜面倾角为θ，重力加速度为g ，求木块所受摩擦力？【答案】甲θ乙【例4】如图所示，粗糙斜面P 固定在水平面上，斜面倾角为θ，在斜面上有一个小滑块Q 。

若给Q 一个水平向右的推力F ，无论推力为多大，Q 都不会向上滑动，则PQ 间的动摩擦因数( )A．不小于1tan θB．等于1tan θC ．等于tan θD ．不小于tan θ答案 A解析对Q ，沿斜面向上的合外力F ′＝F cos θ－μ(F sin θ＋mg cos θ)－mg sin θ，整理为F ′＝(cos θ－μsin θ)F －(μcos θ＋sin θ)mg ，只有当F 的系数(cos θ－μsin θ)≤0时，F ′才不能大于0，即合外力不可能向上，滑块不可能向上滑动，解得μ≥1tan θ，所以答案为A 。

三、正交分解思想在求牛顿第二定律中的应用1、牛顿第二定律的分量式：F 合x =ma x ，F 合y =ma y ；2、为了减少矢量分解，建立坐标系时，确定x 轴正方向主要有以下两种方法：①分解力而不分解加速度，此方法一般规定加速度a 的方向为x 轴正方向；②分解加速度而不分解力，把加速度分解在x 轴和有轴上。

高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题力的正交分解(课件)

故沿 x 轴方向的合力 Fx＝F3＋F1x＋F2x＝15 N，沿 y 轴方向的合力
Fy＝F2y＋F1y＝5 3 N，可得这三个力合力的大小
F＝ F2x＋F2y＝10 3 N，
方向与 x 轴的夹角 θ＝arctan 33＝30°
F3 F3x
F2y 300
F4y
y
F3y F2
600 F4x
600 F2x
03
课堂练习
【例题】如图所示，水平地面上质量为m的木箱，小明用与水平方向成θ角的斜向上的力F拉木箱，使其向右运动，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，则下
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。
3.正交分解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。分解时最好兼顾力的实际效果
4.正交分解法求合力的步骤： (1)建立直角坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.（以少分解力为原则） (2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示. (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：
Fx＝F1x＋F2x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋….
➢应用：一般用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力。 ➢优点：
把不在同一条直线上矢量的运算转化为同一条直线上的运算。
5.正交分解中的常见模型
y
F2
F拉
FN
θ
x
f
o
F1
静
G
y
FN
O
v
x
F
f 滑
θ
G
应用
y

高一物理力的正交分解法__省公开课件

1.定义：把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，叫做力的正交分解法。目的：是化复杂的矢量运算为普通代数运算，它是处理力的合成与分解的复杂问题的一种简便方法正交分解法的基本思想：先分解后合成
即为了合成而分解
2.采用正交分解法求合力的一般步骤：
①正确选择直角坐标系一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为x轴原则：使尽量多的力在坐标轴上。 ②正交分解各力即分别将各力投影在坐标轴上，分 F2y 别求出坐标轴上各力投影的合力。 F2
O
FN
α
F
F1 x
mg
解:以木块为研究对象，受力如图，并建立坐标系
由平衡条件知：
y ① Ff F2
O
F f F cos F f F N
FN
α
F F1 x
FN F sin mg ②
又
③
mg
由②得：
FN mg F sin F cos 由①②③有： mg F sin
练习2：已知物体沿斜面匀速下滑，斜面与地面间的夹角为θ，求物体与斜面间的动摩擦因 y 数。
FN G1
Ff
tan
x
θ
O θ G2
G
思考：物体重为G，斜面倾角为θ，沿斜面向上的力
F作用于物体，使物体能匀速上滑，问F应为多大？
作业：用与竖直方向成θ=37°斜向右上方，大小为 F=200N的推力把一个质量m=10kg的木块压在粗糙竖直墙壁上正好向上做匀速运动。求墙壁对木块的弹力大小和墙壁与木块间的动摩擦因数。（g=10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8）
θ
F
练习3：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53o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。

物理人教版必修一专题正交分解(共39张PPT)

它们相互间的夹角为120°，求它们的合力.
y
F2y
F2=30 N
120o F1=20 N 120o 120o
F2x F3x x
F3y
F3=40 N
力的正交分解法
• 三个共点力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，
它们相互间的夹角为120°，求它们的合力.
y
F2y
F2=30 N F3两个分力的大小为：
y 法
• 某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物体向右运
动，已知物体质量为10kg，动摩擦因数为0.1。求物体在水平方向所受的合力为多少? （g=10m/s2)
y FN F
q
f
x
G
力的正交分解法
• 某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物体向右运
动，已知物体质量为10kg，动摩擦因数为0.1。求物体在水平方向所受的合力为多少? （g=10m/s2)
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2021年8月3日星期二上午12时18分45秒00:18:4521.8.3
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。2021年8月上午 12时18分21.8.300:18August 3, 2021
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年8月3日星期二12时18分45秒00:18:453 August 2021
求物体在水平方向所受的合力为多少?
（g=10m/s2)
y
水平方向上，受到Fx和f两个力
FN F Fy
q
f
Fx
x
G
力的正交分解法
• 某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物体向右运

力的正交分解和三角形法则

F 2F 1FαβF 2F 1Fαβ第四讲力的正交分解和三角形法则姓名【知识要点】1．正交分解法把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫正交分解法。

sin α2．正交分解法求合力的步骤（1）对物体进行受力分析（2）选择并建立坐标系以共点力的作用点为坐标原点，建立正交直角坐标系，一般要让尽量多的力在坐标轴上，使所有的力与坐标轴的夹角尽量为特殊角。

（3）把不在坐标轴上的力沿两个坐标轴分解。

（4）同一坐标轴上的矢量进行合成。

F x =F 1x +F 2x = F 1cos α-F 2cos βF y = F 1y + F 2y = F 1sin α+F 2sin β由此式可见，力的个数越多，此方法显得越方便。

（5）然后把x 轴方向的F x 与y 轴方向的F y 进行合成，这时这两个分力的方向夹角为特殊角90°。

所以F 合=22y x F F ,合力的方向与x 轴正方向的夹角为θ=arctan(F y /F x )注:正交分解法求合力时,先交各力分解为两个不同的坐标上的力，依据同向或反向的简单代数运算，再进行(互成直角的)合成，在计算不同角度的多个力的合成中具有十分明显的优越性。

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。

3.三角形定则合力与分力的关系遵循平行四边形定则,根据平行四边形的性质,对应边平行相等,即分力与合力构成三角形如图所示:定义:将表示两个分力的有向线段首尾相接,从第一个力的始端指向第二个力的末端的有向线段,就表示这两个力的合力的大小和方向。

y x F 2x O α F 1x F 1F 2F 2y F 1y βxO F xy α FF y注:相似形问题的解题步骤 : 1.对物体进行受力分析2.画出力的矢量三角形与几何三角形3.由对应边成比例关系求出未知力【典型例题】例1：确定正六边形内五个力的合力例2:如图所示,细线的一端固定于A 点，线的中点挂一质量为m 的物体，另一端B 用手拉住，当AO 与竖直方向成 θ角，OB 沿水平方向时，AO 及BO 对O 点的拉力分别是多大？例3：如图所示，力F 1、F 2、F 3、F 4在同一平面内构成共点力，其中F 1=20N 、F 2=20N 、F 3=N F N 320,2204=，各力之间的夹角在图中已标出，求这四个力的合力大小和方向．例4：如图所示，拉力F 作用在重为G 的物体上，使它沿水平地面匀速前进，若物体与地面的动摩擦因数为μ，当拉力最小时和地面的夹角θ为多大？例5．将一个20N的力进行分解，其中一个分力的方向这个力成30度角，试讨论：（1）另一个分力的大小不会小于多少？20，则已知方向的分力的大小是多少？（2）若另一个分力大小是N3例6:如图所示，将质量为m的小球，用长为L的轻绳吊起来，并靠在光滑的半径为r的半球体上，绳的悬点A到球面的最小距离为d.（1）求小球对绳子的拉力和对半球体的压力.(2)若L变短，问小球对绳子的拉力和对半球体的压力如何变化？【经典练习】1．已知两个力的合力大小为10N，其中一个分力与合力夹角为37°，则另一个分力的大小是（）A．不可能大于8N B.不可能小于8NC.不可能大于6ND.不可能小于6N2.如图所示，将力F（大小已知）分解为两个分力F1和F2，F2与F的夹角θ小于90°，则( )A.当F 1＞F sin θ时，肯定有两组解B.当F ＞F 1＞F sin θ时，肯定有两组解C.当F 1＜F sin θ时，有惟一一组解D.当F 1＜F sin θ时，无解3．如图所示，物体重15N ，当对物体施加20N 与水平方向成60°角的力的作用，物体沿竖直墙壁向上匀速滑动.求（1）物体对墙壁的压力大小．（2）物体与墙壁间的动摩擦因数．4.如图所示,为一悬挂重物的三角支架示意图，三角形三边长长度之比为4:3:2:: BC AC AB L L L ，当支架顶端悬挂的重物为G 时，BC 杆和AC 绳受到的力分别为多少？第四讲力的正交分解和三角形法则（作业）姓名1.一根轻质细绳能承受的最大拉力为G ，现将一重量为G 的物体系于绳的中点，两手分别握住绳的两端，先并拢，然后缓慢地左右对称地分开，若想绳不断，两段绳间的夹角不能超过( )A.45°B.60°C.120°D.135°2．若两个共点力的大小均为10N ，欲使其合力也为10N ，则这两个力的夹角一定是（） A ．30° B ．60° C ．90° D ．120°3.下列各图中三角形的三边各代表一个力，以下说法中正确的是( )① ② ③ ④A.图①中三个力的合力为零B.图②中三个力的合力为2F 3C.图③中三个力的合力为2F 1D.图④中三个力的合力为2F 24．如图所示，小船在河流中逆水行驶，右岸上一个纤夫用力F 1拉小船，F 1与河的中心线夹角为试求：在左岸上的一个小孩至少用多大的力F 2拉小船，才能使小船受的合力F 的方向沿河的中心线？F 2的方向如何？设F 2与F 1共点．5．已知共面的三个力F 1=20N ，F 2=30N ，F 3=40N 力作用在物体的同一点上，三力之间的夹角都是0120，求合力的大小和方向。