正交分解法在高中物理中的巧妙運用

摘 要：在高中物理力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，我們經(jīng)常會遇見各種各樣的受力分析，在這種類型的題目中，我們需要用到正交分解法將力進行分解，做到化繁為簡.正交分解法就是將力分解為兩個垂直方向的分力，然后對各個方向的分力進行求解，最后解決實際問題.掌握正交分解法有助于同學(xué)們在力學(xué)物理問題求解中，化難為易.

關(guān)鍵詞：正交分解法；力學(xué)；受力分析；高中物理

中圖分類號：G632 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）18-0074-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡介：王一龍（1980.10-），男，江蘇省宿遷人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

要高效使用正交分解法，就需要掌握正交分解法的原理及應(yīng)用步驟，在使用正交分解法中，建立平面直角坐標(biāo)系，認(rèn)真審題，知道解決問題的目標(biāo)，不要做無用功.

1 怎樣建立直角坐標(biāo)系

平面直角坐標(biāo)系多是在水平面上建立的，但是當(dāng)我們在解答物理問題時，遇見不在水平地面上的物體，如何建立直角坐標(biāo)系呢？下面舉些例題進行例證^[1].

例題1 在豎直的墻壁上有一個質(zhì)量為2 kg的小方塊，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25，如果現(xiàn)在使用一個30 N的推力F沿著斜向上的方向推這個小方塊，這個力的方向與水平方向成37°，在這個力的作用下小方塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖1所示，g=10 m/s².求：

（1）此時小方塊受到的摩擦力的大小

（2）如果要使得小方塊保持勻速下滑的狀態(tài)，力的方向不發(fā)生改變，則力的大小為多少？

解析 （1）此時的小方塊為靜止?fàn)顟B(tài)，它所受到的力一共有四個，分別是墻壁對它的摩擦力f和彈力N，重力G和推力F.它的受力分析如圖2所示，通過這個圖，我們知道只需要分解F，建立直角坐標(biāo)系，分別為F_x和F_y.

4.4 運動量

對于位移、速度及加速度等運動矢量的計算，同樣可以運用正交分解法.高中物理中的曲線運動，可以根據(jù)合運動實際的運動效果，分解為兩個簡單的相互垂直的分運動，進行求解.為了使解題更加的簡潔，盡可能將更多的矢量與坐標(biāo)軸方向在同一直線上，這樣可以減少矢量的分解，提升學(xué)生的物理解題效率與準(zhǔn)確性.

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[責(zé)任編輯：李 璟]