力的分解示意图(高一物理正交分解例题及解析)
力的分解示意图(高一物理正交分解例题及解析)

力的分解示意图

N

外力、内力和应力

力(force)是物体间的相互作用,这种作用使受力物体发生机械运动状态的改变。力是矢量,具有方向性,可按平行四边形法则进行分解和合成(图3-1)。为了突出重点,下面将讨论刚体的受力平衡。

图3-1 力的分解(a)与合成(b)示意图

作用在物体上的力,往往是成对出现的。一种方式是,两个力作用在同一条直线上,大小相等、方向相反,当它们使受力物体发生沿作用力方向的缩短位移或变形时称为压力(图3-2a),反之称为张力(图3-2b);另一种方式是,两个大小相等、方向相反的力,没有作用在同一条直线上,称为剪切力或扭力,或者说剪切力或扭力是使物体具有旋转趋势的力(图3-2c、d)。习惯上在构造地质学中规定:压力为正,张力为负;逆时针剪切力为正,顺时针剪切力为负。

图3-2 物体受力示意图

(一)外力

外力(external force)是指物体受到外界所施加的力。外力可分为面力和体力。

◎面力(surface force):是作用于物体表面的外力,它是通过接触面传递的。

◎体力(body force):是作用于物体内部每个质点的外力,如重力、星体间的引力等,它们不是通过接触面传递,而是在相隔一定距离之间相互作用的。

(二)内力

内力(internal force)是指同一物体内部各质点之间相互作用的力。内力又可分为固有内力和附加内力。

◎固有内力:是指物体内部各个质点之间原来存在的自然结合力。物体是由无数质点组成的,在未受外力作用时,其内部各质点之间就存在相互作用的内力,即为固有内力。这些力大小相等,方向相反,使物体内部保持平衡状态。固有内力是质点之间相互的吸引力和排斥力经过综合达到平衡时的力,它们使质点保持一定的相对位置,并使物体保持一定的形状。每种物体都有自己的固有内力,并且是固定不变的。

高一物理正交分解例题及解析

物体受到多个力作用时求其合力,可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解,然后再分别沿这两个方向求出合力,正交分解法是处理多个力作用问题的基本方法,值得注意的是,对方向选择时,尽可能使落在、轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。步骤为:  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,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,分别求出坐标轴上各力投影的合力。  Fx=F1x+F2x+…+Fnx  Fy=F1y+F2y+…+Fny ③共点力合力的大小为F=√Fx2+√Fy2(根号下Fx的平方加根号下Fy的平方),合力方向与X轴夹角  tank=Fy/Fx(即求出tan值,在和已知的tan值比较,进而得知k的度数)  例:   已知:F1,F2为F的分力,F的角度为37,物体重力为G,动摩擦因数为0.5.   求: f的大小,加速度的大小  解:F1=Sin37*F F2=Cos37*F  f=μN=0.5*(G-Sin37*F) F合=F2-f=m*a  a=(cos37*F-(0.5*(G-Sin37*F))/(G/g) 伸出手,食指与拇指成九十度,把要分解的力的起点放在两指的交点,它在两指的投影就是这个力的正交分解

力的分解方向如何确定

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,一定要表明方向,这是最终的一步。   在高中物理学习中,正确应用正交分解法能够使一些复杂的问题简单化,并有效的降低解题难度.力的正交分解法在整个动力学中都有着非常重要的作用,那么同学们如何运用力的正交法解题呢

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力的分解示意图

N

外力、内力和应力

力(force)是物体间的相互作用,这种作用使受力物体发生机械运动状态的改变。力是矢量,具有方向性,可按平行四边形法则进行分解和合成(图3-1)。为了突出重点,下面将讨论刚体的受力平衡。

图3-1 力的分解(a)与合成(b)示意图

作用在物体上的力,往往是成对出现的。一种方式是,两个力作用在同一条直线上,大小相等、方向相反,当它们使受力物体发生沿作用力方向的缩短位移或变形时称为压力(图3-2a),反之称为张力(图3-2b);另一种方式是,两个大小相等、方向相反的力,没有作用在同一条直线上,称为剪切力或扭力,或者说剪切力或扭力是使物体具有旋转趋势的力(图3-2c、d)。习惯上在构造地质学中规定:压力为正,张力为负;逆时针剪切力为正,顺时针剪切力为负。

图3-2 物体受力示意图

(一)外力

外力(external force)是指物体受到外界所施加的力。外力可分为面力和体力。

◎面力(surface force):是作用于物体表面的外力,它是通过接触面传递的。

◎体力(body force):是作用于物体内部每个质点的外力,如重力、星体间的引力等,它们不是通过接触面传递,而是在相隔一定距离之间相互作用的。

(二)内力

内力(internal force)是指同一物体内部各质点之间相互作用的力。内力又可分为固有内力和附加内力。

◎固有内力:是指物体内部各个质点之间原来存在的自然结合力。物体是由无数质点组成的,在未受外力作用时,其内部各质点之间就存在相互作用的内力,即为固有内力。这些力大小相等,方向相反,使物体内部保持平衡状态。固有内力是质点之间相互的吸引力和排斥力经过综合达到平衡时的力,它们使质点保持一定的相对位置,并使物体保持一定的形状。每种物体都有自己的固有内力,并且是固定不变的。

高一物理正交分解例题及解析

物体受到多个力作用时求其合力,可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解,然后再分别沿这两个方向求出合力,正交分解法是处理多个力作用问题的基本方法,值得注意的是,对方向选择时,尽可能使落在、轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。步骤为:  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,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,分别求出坐标轴上各力投影的合力。  Fx=F1x+F2x+…+Fnx  Fy=F1y+F2y+…+Fny ③共点力合力的大小为F=√Fx2+√Fy2(根号下Fx的平方加根号下Fy的平方),合力方向与X轴夹角  tank=Fy/Fx(即求出tan值,在和已知的tan值比较,进而得知k的度数)  例:   已知:F1,F2为F的分力,F的角度为37,物体重力为G,动摩擦因数为0.5.   求: f的大小,加速度的大小  解:F1=Sin37*F F2=Cos37*F  f=μN=0.5*(G-Sin37*F) F合=F2-f=m*a  a=(cos37*F-(0.5*(G-Sin37*F))/(G/g) 伸出手,食指与拇指成九十度,把要分解的力的起点放在两指的交点,它在两指的投影就是这个力的正交分解

力的分解方向如何确定

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,一定要表明方向,这是最终的一步。   在高中物理学习中,正确应用正交分解法能够使一些复杂的问题简单化,并有效的降低解题难度.力的正交分解法在整个动力学中都有着非常重要的作用,那么同学们如何运用力的正交法解题呢

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