常用的物理解题方法一
教学内容:常用的物理解题方法(二) 二
知识要点:正交分解法 图像、图形分析法 等效变换法 物理极值法 临界分析法 估算分析法 守恒分析法等 三
要点解析:正交分解法所谓正交分解法,就是把同一矢量系的各个矢量向互相垂直的两个坐标轴(x 轴和 y轴)方向分解
其基本原理是矢量的合成与分解的法则,即平行四边形法则
用正交分解法,所解决的具体问题多数是力、加速度、速度、位移等
把一个简单矢量正交分解,常常表现出这个矢量在正交方向上的客观效果
多个共点力正交分解的问题,主要应用于牛顿运动方程,ΣF=ma,则可有互相垂直两个方向的分量式∑Fx=max,∑Fy=may为了减小矢量的分解,在建立直角坐标、确定 z 轴正方向时,一般有两种方法:1
分解力而不分解加速度,此时应规定加速度方向为 x 轴的正方向: 2
分解加速度而不分解力
此种方法一般是在以某个力方向为 x 轴正方向时,其他力都落在两个坐标轴上而不需再分解
此法的最大特点是解题步骤清楚,程序化
尤其是对于受三个力以上共点力时,采用此法处理更显得思路条理化
注意,在选取坐标轴时,为解题方便,应尽量减少矢量的分解
应用正交分解法,在处理力学和电学等相关问题上都得到很好的效果,是常用的解题方法
[例 1] 质量为 m 的物体放在倾角为 θ 的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为 μ,如沿水平方向加一个力 F,使物体沿斜面向上以加速度 a 做匀加速直线运动,求 F=
解:(1)受力分析:物体受推力 F,重力 G,弹力 N、摩擦力 f 作用;(2)建立坐标系:以加速度 a 的方向即沿斜面向上方向为 x 轴正方向,分解 F 和 G
(3)建立运动方程:∑Fx=Fcosθ-mgsinθ-f=ma (1),∑Fy=N-mgcosθ-Fsinθ=0 (2)f=μN (3)三式联立求得 F=m(a+gsinθ+μg