正交分解法在高中物理中的巧妙运用

摘 要：在高中物理力学的学习过程中，我们经常会遇见各种各样的受力分析，在这种类型的题目中，我们需要用到正交分解法将力进行分解，做到化繁为简.正交分解法就是将力分解为两个垂直方向的分力，然后对各个方向的分力进行求解，最后解决实际问题.掌握正交分解法有助于同学们在力学物理问题求解中，化难为易.

关键词：正交分解法；力学；受力分析；高中物理

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）18-0074-03

收稿日期：2023-03-25

作者简介：王一龙（1980.10-），男，江苏省宿迁人，本科，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

要高效使用正交分解法，就需要掌握正交分解法的原理及应用步骤，在使用正交分解法中，建立平面直角坐标系，认真审题，知道解决问题的目标，不要做无用功.

1 怎样建立直角坐标系

平面直角坐标系多是在水平面上建立的，但是当我们在解答物理问题时，遇见不在水平地面上的物体，如何建立直角坐标系呢？下面举些例题进行例证^[1].

例题1 在竖直的墙壁上有一个质量为2 kg的小方块，它们之间的动摩擦因数为0.25，如果现在使用一个30 N的推力F沿着斜向上的方向推这个小方块，这个力的方向与水平方向成37°，在这个力的作用下小方块保持静止状态，如图1所示，g=10 m/s².求：

（1）此时小方块受到的摩擦力的大小

（2）如果要使得小方块保持匀速下滑的状态，力的方向不发生改变，則力的大小为多少？

解析 （1）此时的小方块为静止状态，它所受到的力一共有四个，分别是墙壁对它的摩擦力f和弹力N，重力G和推力F.它的受力分析如图2所示，通过这个图，我们知道只需要分解F，建立直角坐标系，分别为F_x和F_y.

4.4 运动量

对于位移、速度及加速度等运动矢量的计算，同样可以运用正交分解法.高中物理中的曲线运动，可以根据合运动实际的运动效果，分解为两个简单的相互垂直的分运动，进行求解.为了使解题更加的简洁，尽可能将更多的矢量与坐标轴方向在同一直线上，这样可以减少矢量的分解，提升学生的物理解题效率与准确性.

参考文献：

[1]吴艳芳.正交分解法在高中物理解题中的四个应用[J].山西教育（教学版），2013（12）：23.

[2] 丁岳林.以不变应万变之矢量运算策略：例说正交分解法在高考题解中的应用[J].物理通报，2017（03）：78-81.

[3] 汪飞.浅谈非正交分解法在曲线运动问题中的应用[J].物理教师，2023（9）：91-92.

[4] 陈建伟.正交分解法在高中物理解题中的应用[J].魅力中国，2019（2）：134-135.

[5] 陈泽鲲.浅谈如何运用正交分解法解决力学问题[J].祖国，2019（1）：2.

[6] 沈卫.莫管方法“老”，只看“巧”不“巧”：论抛体运动问题中正交分解法的应用[J].物理教学，2020，42（5）：3.

[责任编辑：李 璟]