5.3牛顿第二定律 正交分解-2020-2021学年高中沪教版物理必修一

牛顿第二定律应用~~~~正交分解 物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与其他力无关，合加速度和合外力有关。这个性质叫做力的独立作用原理。 对力的独立作用原理的理解： ①作用在物体上的一个力，总是独立地使物体产生一个加速度，与物体是否受到其他力的作用无关。如落体运动和抛体运动中，不论物体是否受到空气阻力，重力产生的加速度总是g。 ②作用在物体上的一个力产生的加速度，与物体所受到的其他力是同时作用还是有先后关系无关。例如，跳伞运动员开伞前只受重力作用(忽略空气阻力)，开伞后既受重力作用又受阻力作用，但重力产生的加速度总是g。 ③物体在某一方向受到一个力，就会在这个方向上产生加速度．这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关，还和物体的初始运动状态无关。例如，在抛体运动中，不论物体的初速度方向如何，重力使物体产生的加速度总是g，方向总是竖直向下的。 ④如果物体受到两个互成角度的力F1和F2的作用，那么F1只使物体产生沿F1方向的加速度a1＝eq \f(F1,m)，F2只使物体产生沿F2方向的加速度a2＝eq \f(F2,m)。 牛顿第二定律中正交分解发的应用： 物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，常用正交分解法： eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…＝max，,Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…＝may.)) 为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴正方向有两种基本方法 ①分解力：通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别得x轴和y轴的合力Fx和Fy，得方程： eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝ma，,Fy＝0.)) ②分解加速度：若以加速度的方向为x轴正方向，分解的力太多，比较繁琐，可根据受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a，得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程组 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝max，,Fy＝may.)) 例1、如图所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小。 (g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos