力的分解(关于受力分析的物理题)
力的分解是高中物理的一个核心思想。虽然不会有题目考察力的分解的概念,但是基本上所有题都需要用到力的来分析的思想。力的分解通常有两种方式,一是按力的作用效果分解,另一种是正交分解。这两种方式适用的场景不同,选取当前场景中合适的方法会有效简化我们的解题过程。下面我来介绍一下这两种方法分别适合什么场景。
按力的作用效果分解
举个例子,如下图
物体静止在斜面上。斜面上的物体受重力摩擦力支持力。重力的作用效果有两个,一个是把物体压在斜面上(即Gcos θ),另一个是把物体往斜面下拽(即Gsin θ)。因此我们可以把重力分解成这两个力,这就是按力的作用效果分解的意思。
如果题目中力的实际作用效果的方向上很容易找到平衡力,那就用按力的作用效果分解。比如上面的例子,我们很容易看出,重力沿斜面方向的分力可以和摩擦力平衡,重力垂直于斜面的分力和支持力平衡,因此我们按力的作用效果分解很容易写出以下两个方程式:
N+Gcos θ=0
F+Gsin θ=0
正交分解
如下图:
正交分解是指不考虑力的实际作用效果,统一将所有力分解成水平方向(x)和竖直方向(y)两个分力。