3力的正交分解.ppt

1、力分析的正交分解：1 .物体的受力分析；1.物体受力分析原理；(1)研究对象的选择基于简单性原则，可以选择粒子、节点、对象和对象系统。必须注意只分析作用在研究对象上的力，而不是研究对象施加在其他对象上的力。(2)应力分析的顺序：重力、电场力、磁场力、弹性力和摩擦力；(3)应力分析的依据：根据各力的情况(注意假设方法的应用)和实际应力情况；(4)绘制应力分析图：注意应力的数量、作用点和方向。弹力是一种驱动力，它通常随其他力而变化。摩擦力存在的条件之一是弹性的存在，所以摩擦力的分析必须放在弹性之后。(5)应力分析中所有力集中在重心的条件：物体的形状和体积可以不定时忽略；当物体平移运动时(当物体有旋

2、转或旋转的趋势时，不可能在它的重心上画出每个力)，(6)应力分析后，仔细检查分析结果是否与物体的状态一致。注意：(1)不多也不少力；所分析的力是自然力，如重力、弹性、摩擦力等。不要分析作用力，如向心力、恢复力等。在分析接触力(如弹性力和摩擦力)时，有必要找到与研究对象四周接触的所有对象，其目的是避免力的损失。一般来说，如果有几个接触物体，可能会有几个接触力，然后具体判断每个接触力是否存在。画完应力图后，应该测试一下是否有多余的力。测试的主要基础是力的概念。看看每个力中是否有施力物体，没有施力物体的力是不存在的。从原力的性质判断，寻找原因。看物体的运动状态是否与应力分析的结果一致。每个力的条件等

3、。(2)不要混淆研究对象的压力和其他对象的压力。力学的研究对象是受力对象，它只分析研究对象的应力，而不分析研究对象对其他对象的作用力。不要把作用在其他物体上的力误认为是通过“力的传递”作用在研究对象上，也就是说，只画出直接作用在研究对象上的力。(4)当需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形(或三角形)。解决同一问题时，合力不能分析；如果你分析分力，你就不能再分析合力，你也不能重复它。(3)如果研究对象是由几个物体组成的系统，只需考虑系统外物体对系统内物体的作用力，而不需要考虑系统内物体之间的相互作用力，即只考虑外力而不考虑内力(因为我们要研究系统的整体运动状态，内力对系统的整体运动状态没有

4、影响)。(5)当一个力存在或其方向难以确定时，通常可以使用以下两种方法进行分析：a .使用平衡条件或牛顿第二定律。可以假设力存在或不存在，然后结合已知条件，分析它是否满足平衡条件或牛顿第二定律。使用牛顿第三定律。当分析由多个物体组成的系统中每个物体的力时，弹性力和摩擦力是否存在往往是一个棘手的问题。这时，我们可以先分析简单物体的力，然后用牛顿第三定律(甲对乙有一定的力，乙对甲一定有一定的力)。2.物体受力分析的基本方法：积分法和隔离法。积分法：把几个相互联系的物体看作一个整体(系统)，从而分析整体之外的物体对整体中每个物体的作用力(外力)，称为积分法。整体方法的基本原则是：(1)当整体中的所有

5、物体都具有相同的加速度(加速度不同，在中学很难采用整体方法)或处于平衡状态(即a=0)时，命题s(2)整体方法应该是分析外力，而不是分析整体中物体之间的相互作用(内力)。(3)整体方法的应用原则是避免次要矛盾(未知内力)，突出主要矛盾(待研究外力)，这是一种辩证思维。将一个物体与周围的物体分开，并分别分析作用在物体上的各种力的隔离方法，称为隔离法。隔离法的原理是：把相连的物体看作一个整体。如果你想整体分析物体之间的相互作用力(即内力)，你应该隔离一个与力相关的物体。当然，对于孤立的物体来说，它所受到的各种力应该被视为外力。3、整体法，隔离法的交替应用，对于连接体的问题，在大多数情况下，既要分析

6、外力也要分析内力。此时，我们可以采用先整体(求解外力)后隔离(求解内力)的交叉应用方法。当然，个别情况也可以先被隔离(用已知内力求解未知内力)，然后是整个相反的应用顺序。分析物体的受力情况，例1如图所示，物体在水平地面上。(1)静态，G，N，平滑，分析物体的受力，例1如图所示，物体在水平地面上。(2)向右移动，f，G，N，f，分析物体的受力情况。例2:如图所示，水平地面上的一个物体。(3)向左移动，g，并分析对象的应力，如示例3所示。静止：以恒定的速度下降，物体沿着光滑的斜坡上下滑动，分析物体的受力情况，如例4所示。对象沿着粗糙的斜坡滑动，f，分析对象的受力情况，如示例4所示。物体仍在斜面上，

7、f0，分析物体的受力情况，如例4所示。随着传送带以恒定速度向右移动，传送带从静止状态开始，f，分析物体的受力情况，例5，如图所示，物体在水平传送带上。f0，f0，向上运输和向下运输，分析物体的受力情况，如例6所示，倾斜传送带上的物体。f0，分析物体的受力情况，例7如图所示，人在电梯上。N、G、T、分析物体的力，例8分析光滑球的力。如图所示，将三角楔放在一个粗糙的水平面上，在楔上放置一个质量为m的块，块和楔都静止，然后粗糙的水平面面对三角楔：(a)。有摩擦，方向正确；没有摩擦；d、条件不充分，不可能判断，从而阐明积分法和隔离法之间的区别和联系。c，示例10。如图所示，质量为m的直角三棱镜A放置在

8、水平地面上，三棱镜的斜面光滑，斜面的倾角为0。质量为m的光滑球放置在三棱柱和光滑的垂直壁之间，A和B都处于静止状态。面对三棱柱的地面的支撑力和摩擦力是多少？为了找出积分法和隔离法的区别和联系，f=M，N=(M m)g，练习1:如图所示，小车在恒力作用下沿水平地面作直线运动，由此可以判断：a、如果地面光滑，小车必然受到三种力的作用；b、如果地面不平，小车可能会受到三种力的影响；c、如果小车以恒定速度移动，小车必须受到三个力的影响。然后小车可能会受到三个动作的影响，光盘，练习2:原来悬挂的电灯被一根水平的绳子拉成图中所示的状态。下面是电灯应力的四个示意图(如图所示)，它们是正确的()，练习3:如图

9、所示，两个相同的条形磁铁被吸在一起，放在桌面上。下面的说法是正确的：(一)乙对桌面的压力等于甲。(二)甲对乙的压力大于甲的重力；(丙)甲对乙的压力等于甲的重力；(四)乙对桌面的压力小于甲和乙的总重力。正交分解我正交分解的每一个力都不一定根据实际效果分解，而是经常根据解决问题的需要分解。原则上，更多的力落在相互垂直的坐标轴上。正交分解法是处理多力问题的基本方法。步骤如下：正确选择直角坐标系，一般选择平行力的作用点为原点，物体运动的水平方向或加速度方向为X轴，使坐标轴上的力尽可能多。每个力的正交分解，即每个力投影在坐标轴上，得到每个力投影在坐标轴上的合力。Fx=F1xF2xFnx Fy=F1yF2

10、yFny并发力合力为F=，合力方向与x轴之间的夹角，正交分解合成法，在例11.20N、30N和40N中，三个力作用在一个物体的一个点上，它们之间的夹角为120，因此计算合力的大小和方向。解析：选择平面直角坐标系。如图所示，沿坐标轴分解的矢量F2和F1越少越好。这是选择坐标系的原则：FX=F1XF2XF3X=-F1COS30F2COS300=，FY=F1YF2YF3Y=F1SIN 30F 2 SIN 30-F3=，tan，如图所示，=240与x轴负方向的夹角为60，等于17.32n。第三，“双力杆”的特性和应用，指的是一种两端自由旋转的光杆，不受重力影响。众所周知，杆可以因拉伸或压缩，或弯曲或扭

11、转而变形，因此杆的弹力不一定沿杆的方向。然而，双力杆两端的弹力必须在杆的方向，否则杆不能平衡。如图所示，不带重力的带光滑滑轮的细杆OB可以绕O点在垂直面内自由转动，另一个重物P穿过滑轮的绳索，另一端系在墙上的A点上，因此杆处于平衡状态。绳索的拉力为f，杆上的压力为n，杆与垂直方向的夹角为。如果点A沿着墙移动，当杆再平衡时，会有(A. F)更大，B. C. N更小，D. F更小。分析：细棒OB是一个双力棒。对杆的B端进行应力分析，如图2所示。从图中可以看出，细线的张力是F=mg，所以F是常数。OB杆上的压力n是垂直绳索和倾斜绳索的张力沿杆的方向的合力。随着点A向上移动，两个分量之间的角度增加，因此合力N减小。灯杆和墙壁之间的角度等于两个部件之间角度的一半。当点A