受力分析与正交分解法

受力分析与正交分解,受力分析的一般步骤：,1、明确研究对象，即明确分析哪个物体的受力情况。,1）不要找该物体施加给其它物体的力。,研究对象是A，只分析其他物体对A的作用力。,2）不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过“力的传递”作用在研究对象上。,研究对象为C。,G,F,FB,2、隔离研究对象。将研究对象从周围的物体中隔离出来，并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。,假设我们分析物体A。,GA,FA,假设我们分析物体B。,B,GB,FA,FB,假设我们分析物体C。,C,GC,FC,FB,3）要养成按步骤分析力的习惯。,A.重力一定有:作用点在物体的重心.,B.弹力看四周:看研究对象与跟其他物体有几个接触点(面),某个点(面)若有挤压,则画出弹力.,C.摩擦力看接触面:注意有弹力的接触面如果是不光滑的,并且有相对运动或相对运动趋势时,则画出摩擦力.,4)画完受力图后再做一番检查.,A.检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在.注意寻找施力物体是防止多力的有效措施。养成按步骤分析力的习惯是防止漏力的有效措施）,B.分析一下分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态,否则必然发生了多力或漏力的现象.（力和运动的一致性）,G,F,5)如果一个力的方向难以确定,可用假设法进行分析.,先假设这个力不存在,观察所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向时,研究对象才能满足给定的运动状态.,F,1)匀速时,2）加速时,木块静止在斜面上，分析木块和斜面的受力情况.,Gm,F1,F2,GM,F1,F2,F,分析:,GP,F1,GQ,F1,F2,F,F3,把物体受到的各个力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法，叫力的正交分解法,2、正交分解法是一种很有用的方法，尤其适合于三个或三个以上共点力作用的情况。,一、定义：,1、目的：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。,正交分解,二、利用正交分解法解题的一般步骤,1、对物体进行受力分析；,2、建立直角坐标系xoy；,建坐标系原则：、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；C、通常选共点力的作用点为坐标原点。,二、利用正交分解法解题的一般步骤,3、分别将不在坐标轴上的力投影到坐标轴上；,4、用代数运算法分别求出所有在x轴方向和y轴方向上的投影合力Fx和Fy；,5、最后根据平行四边形定则求得合力的大小和方向。,其中，Fx=Fx1+Fx2+Fx3+Fy=Fy1+Fy2+Fy3+,大小：,方向：,矢量相加,注意：若F=0，则可推出得Fx=0，Fy=0，这是处理多个力作用下物体平衡问题的好办法，以后常常用到。（物体的平衡状态指：静止状态或匀速直线运动状态）,例1:光滑小球的质量为3kg，放在倾角为30的斜面上，求小球对线的拉力和斜面的压力分别是多大？g=10m/s2,G,x,y,o,T,Gy,N,Gx,Gx=Gsin=T,Gy=Gcos=N,练习：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,例2：如图所示，物体受到F1、F2和F3的作用，F2与F3的夹角为1350，F1与F3的夹角为1500，其中F3=10N，物体处于静止状态，则F1和F2的大小各为多少？,x,y,o,F1,F2,F3,F1X,F1y,F2X,F2y,推论(1)：若物体受多个力作用而平衡，则其中任意一个力与其余力的合力一定大小相等，方向相反，且作用在同一直线上.推论(2)：若一个物体受三个力而平衡，则三个力中任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上.若这三个力是非平行力，则三个力一定是共点力(三力交汇原理)如果将这三个力的矢量平移，则一定可以得到一个首尾相接的封闭三角形.,用力的正交分解求解物体平衡问