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§7向量应用举例(二)

现象.
2. 向量在物理中应用的基本题型:
(1)力、速度、加速度位移都是向量; (2)力、速度、加速度位移的合成与分解对应向量的加减; (3)动量mv是数乘向量,冲量△tF也是数乘向量; (4)功是力F与位移s的数量积,即W=F.s.
§7 向量应用举例(二) 一、例题分析:
例1.在日常生活中,你是否有这样的经验:两个人共提一个
旅行包,夹角越大越费力;在单杠上做引体向上运动,两臂
的夹角越小越省力.你能从数学的角度解释这种现象吗?
解:不妨设 F1 F2 ,
F
由向量的平行四边形法则、力的平
衡以及直角三角形的知识,可以知道
1
cos 2 G
解:如图,设A在东西基线和南北基线的交点处.
由已知得∠BAC=60o,
B
过点B作东西基线的垂线,交AC于D,
则△ABD为正三角形.
西E
所以BD=CD=1 000km,
∠CBD=∠BCD=
1 2
BDA
30o
.
D
所以∠ABC=90o, BC ACsin60o 2 000
3
C 1 000
3(km),
2
A -v1 B -v1 C
v
v-v1 v-2v1பைடு நூலகம்
D
三、小 结
1.利用向量解决物理问题的步骤: (1)问题的转化,即把物理问题转化为数学问题; (2)模型的建立,即建立以向量为主体的数学模型; (3)参数的获得,即求出数学模型的有关解----理论参数值; (4)问题的答案,即回到问题的初始状态,解释相关的物理
解:如图,设木块的位移为s,
F
则 F s F s cos30o
f
50 20 3 500 3(J).
F1 30o F2
2
将力F分解,它在铅垂线方向
上的分力F1大小为 F1 F sin30o 50
1 2
25(N),
G 所以,摩擦力f
的大小为
f (G F1 ) (810 25) 0.02 1.1(N).
BC 1 000 3km.
北 60o
A东 60o

答:飞机从B地到C地的位移大小是 1000 3km,方向是南偏西30o.
例3.已知力F与水平方向的夹角为30o(斜向上),大小为50N,一个质 量为8kg的木块受力F的作用在动摩擦因数μ=0.02的水平平面上 运动了20m.问力F和摩擦力f 所做的功分别为多少?(g=10m/s2)
因此 f s f s cos180o 1.1 20 (1) -22(J).
答:F和f 所做的功分别是 500 3J和 22J.
二、练习:
练习1.P102/3.
练习2.某人骑摩托车以20km/h的速度向西行驶,感到风从正南 方向吹来,而当其速度变为40km/h时,他又感到风从西南方向 吹来,求实际的风向和速度.
2 F1
G
F1
.
2 cos
2
F1 F2
当 由0o到180o逐渐变大时,2 由0o到90o逐渐变大,
cos 的值由大逐渐变小,因此 F1 由小逐渐变大,
2 即F1,
F2之间的夹角越大越费力,夹角越小越省力.
G
例2.一架飞机从A地向北偏西60o的方向飞行1 000km到达B地, 然后向C地飞行.设C地恰好在A地的南偏西60o,并且A,C两地相 距2 000km,求飞机从B地到C地的位移.
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