什么是正交分解法,什麼是正交分解法

2023-02-06 15:05:05 字數 4862 閱讀 8129

1樓:墨竹天下

這個是用法。。。你不需要了解他到底是什麼。其實就是一個建立座標系,分析受力情況的東西。主要就是平衡。 根據受力圖,合理的建立直角座標系,根據力的平衡有

x軸的合力=0

y軸的合力=0

聯立解方程組,即可求得未知數。

例如:斜坡上的物體處於靜止狀態,物體質量m,斜坡角度為t求摩擦力和支撐反力。

首先分析物體受力,重力mg,摩擦力f、支撐反力n沿斜面建立直角座標系,即x軸與斜面平行,這樣建立直角座標系,解方程組比較簡單。

由x軸的合力=0

y軸的合力=0得

f-sint*mg=0

n-cost*mg=0

所以f=sint*mg

n=cost*mg

以上就是正交分解法的使用。

2樓:老兵永不死

你好。 正交分解法是:物體受到多個力作用時求其合力,建立平面直角座標系,將物體受到的各個力移動到平面座標系的原點(共點力),這時可將各個力沿x軸和y軸方向進行正交分解,然後再分別沿這兩個方向求出合力的方法。

希望能夠幫助你。

什麼叫做正交分解法以及它的具體應用。

3樓:樑嘉俊

1.介紹:高中物理力學的一種求解方法。全稱為「力的正交分解」

2.定義:將一個力分解為fx和fy兩個相互垂直的分力的方法,叫作力的正交分解

從力的向量性來看,是力f的分向量;從力的計算來看,力的方向可以用正負號來表示,分量為正值表示分向量的方向跟規定的正方向相同,分量為負值表示分向量的方向跟規定的正方向相反.這樣,就可以把力的向量運算轉變成代數運算.所以,力的正交分解法是處理力的合成分解問題的最重要的方法,是一種解析法.特別是多力作用於同一物體時。

3.它是力的合成的逆運算。

2求合力

第一步,選定研究物件.並以質點的形式對進行表示。

第二步,對選定的研究物件進行受力分析。

正交分解

第三步,建立直角座標系.一般來講在水平面內可以任意建立座標系,但是在斜面上最好沿物體下滑的方向建立x軸,然後建立y軸。

第四步,分析加速度方向。必要時也可將加速度進行正交分解,以便於做題。

第五步,表達合外力。第六步,列出x方向,與y方向上的牛頓第二定律方程。第七步,若需其他方程,也要列出需要的方程,然後求解。

第八步,檢驗是否符合實際情況。(比如力為負的不可取)

3目的&原則

把力沿著兩個經選定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法,在多個共點力作用下,運用正交分解法的目的是用代數運算公式來解決向量的運算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用於物體受多個力的情況,物體受到f1,f2,f3…,求合力f時,可把各力沿相互垂直的x軸,y軸分解,則在x軸方向各力的分力分別為 f1x,f2x,f3x…,在y軸方向各力的分力分別為f1y,f2y,f3y….那麼在x軸方向的合力fx = f1x+ f2x+ f3x+ …,在y軸方向的合力fy= f1y+ f2y+ f3y+….

合力,設合力與x軸的夾角為θ,則.在運用正交分解法解題時,關鍵是如何確定直角座標系,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則;在動力學中,以加速方向和垂直加速度方向為座標軸建立座標,這樣使牛頓第二定律表示式為:f=ma

4典型例題

例1物體放在粗糙的水平地面上,物體重50n,受到斜向上方向與水平面成30°角的力f作用,f = 50n,物體仍然靜止在地面上,如圖1所示,求:物體受到的摩擦力和地面的支援力分別是多少

解析:對f進行分解時,首先把f按效果分解成豎直向上的分力和水平向右的分力,對物體進行受力分析如圖2所示.f的效果可以由分解的水平方向分力fx和豎直方向的分力fy來代替.則:

由於物體處於靜止狀態時所受合力為零,則在豎直方向有:fy=fsin30°  則在水平方向上有:fx=fcos30°

例2如圖3所示,一物體放在傾角為θ的光滑斜面上,求使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力.

解析:使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力都是由重力引起的,把重力分解成兩個互相垂直的兩個力,如圖4所示,其中f1 為使物體下滑的力,f2為物體壓緊斜面的力,則:

點評:f1和f2是重力的分力,與重力可以互相替代,但不能共存.

如圖5所示,拉力f作用在重為g的物體上,使它沿水平地面勻速前進,若物體與地面的動摩擦因數μ,當拉力最小時和地面的夾角θ為多大

解析:選取物體為研究物件,它受到重力g,拉力f,支援力n和滑動摩擦力f的作用,根據平衡條件有:

解得:設,則,代入上式可得:

當時,,此時f取最小值.

拉力取最小值時,拉力與地面的夾角

點評:這是一個和數學最值知識相結合典型例題,同學們可以通過本題體會和總結用數學知識解決物理問題的方法,逐步建立數學物理模型.

例3大小均為f的三個力共同作用在o點,f1,f2與f3之間的夾角均為60°,求合力.

解析:此題用正交分解法既準確又簡便,以o點為原點,f1為x軸建立直角座標;

⑴分別把各個力分解到兩個座標軸上

⑶求出fx和fy的合力既是所求的三個力的合力

,則合力與f1的夾角為60°

點評:用正交分解法求共點力的合力的運算通常較為簡便,因此同學們要在今後學習中經常應用.

5運用關鍵

在處理力的合成和分解問題時,我們常把力沿兩個互相垂直的方向分解,這種方法叫做力的正交分解法。這是一種很有用的方法,在運用時要注意以下幾點:

1.力是向量f′在x軸y軸上的分向量f′x和f′y是向量,分量為正值表示分向量的方向跟座標軸的方向相同,分量為負值表示分向量的方向跟座標軸的方向相反。

2.確定向量正交分量的座標軸,不一定是取豎直方向和水平方向。例如,分析物體在斜面上的受力情況,一般選取x軸與斜面平行,y軸與斜面垂直。座標軸的選取是以使問題的分析簡化為原則。

通常選取座標軸的方法是:選取一條座標軸與物體運動的加速度的方向相同(包括處理物體在斜面上運動的問題),以求使物體沿另一條座標軸的加速度為零,這樣就可得到外力在該座標軸上的分量之和為零,從而給解題帶來方便。

什麼叫正交分解法?

4樓:石榴不吐籽

1介紹:高中物理力學的一種求解方法。全稱為「力的正交分解」 2定義:

將一個力分解為fx和fy兩個相互垂直的分力的方法,叫做力的正交分解 從力的向量性來看,是力f的分向量;從力的計算來看,力的方向可以用正負號來表示,分量為正值表示分向量的方向跟規定的正方向相同,分量為負值表示分向量的方向跟規定的正方向相反.這樣,就可以把力的向量運算轉變成代數運算.所以,力的正交分解法是處理力的合成分解問題的最重要的方法,是一種解析法.特別是多力作用於同一物體時。

[編輯本段]利用正交分解法求合力步驟:

第一步,選定研究物件.並以質點的形式對進行表示. 第二步,對選定的研究物件進行受力分析!

第三步,建立直角座標系.一般來講在水平面內可以任意建立座標系,但是在斜面上最好沿物體下滑的方向建立x軸,然後建立y軸。 第四步,分析加速度方向。

必要時也可將加速度進行正交分解,以便於做題。 第五步,表達合外力。 第六步,列出x方向,與y方向上的牛頓第二定律方程。

第七步,若需其他方程,也要列出需要的方程。然後求解! 第八步,檢驗是否符合實際情況。

(比如力為負的不可取)

正交分解法的目的和原則

把力沿著兩個經選定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法,在多個共點力作用下,運用正交分解法的目的是用代數運算公式來解決向量的運算.在力的正交分解法中,分解的目的是為了求合力,尤其適用於物體受多個力的情況,物體受到f1,f2,f3…,求合力f時,可把各力沿相互垂直的x軸,y軸分解,則在x軸方向各力的分力分別為 f1x,f2x,f3x…,在y軸方向各力的分力分別為f1y,f2y,f3y….那麼在x軸方向的合力fx = f1x+ f2x+ f3x+ … ,在y軸方向的合力fy= f2y+ f3y+ f3y+….

合力,設合力與x軸的夾角為θ,則.在運用正交分解法解題時,關鍵是如何確定直角座標系,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則;在動力學中,以加速方向和垂直加速度方向為座標軸建立座標,這樣使牛頓第二定律表示式為:f=ma

運用正交分解法典型例題

例1.物體放在粗糙的水平地面上,物體重50n,受到斜向上方向與水平面成30°角的力f作用,f = 50n,物體仍然靜止在地面上,如圖1所示,求:物體受到的摩擦力和地面的支援力分別是多少 解析:

對f進行分解時,首先把f按效果分解成豎直向上的分力和水平向右的分力, 對物體進行受力分析如圖2所示.f的效果可以由分解的水平方向分力fx和豎直方向的分力fy來代替.則:

由於物體處於靜止狀態時所受合力為零,則在豎直方向有: 則在水平方向上有: 例2.

如圖3所示,一物體放在傾角為θ的光滑斜面上,求使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力. 解析:使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力都是由重力引起的,把重力分解成兩個互相垂直的兩個力,如圖4所示,其中f1 為使物體下滑的力,f2為物體壓緊斜面的力,則:

點評:f1和f2是重力的分力,與重力可以互相替代,但不能共存. 如圖5所示,拉力f作用在重為g的物體上,使它沿水平地面勻速前進,若物體與地面的動摩擦因素為μ,當拉力最小時和地面的夾角θ為多大 解析:

選取物體為研究物件,它受到重力g,拉力f,支援力n和滑動摩擦力f的作用,根據平衡條件有: 解得: 設,則,代入上式可得:

當時,,此時f取最小值. 拉力取最小值時,拉力與地面的夾角 點評:這是一個和數學最值知識相結合典型例題,同學們可以通過本題體會和總結用數學知識解決物理問題的方法,逐步建立數學物理模型.

例3:大小均為f的三個力共同作用在o點,如圖6所示,f1,f2與f3之間的夾角均為60°,求合力. 解析:

此題用正交分解法既準確又簡便,以o點為原點,f1為x軸建立直角座標; (1)分別把各個力分解到兩個座標軸上,如圖7所示: (2)然後分別求出 x軸和y軸上的合力 (3)求出fx和fy的合力既是所求的三個力的合力如圖8所示. ,則合力與f1的夾角為60° 點評:

用正交分解法求共點力的合力的運算通常較為簡便,因此同學們要在今後學習中經常應用.

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