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文档简介
向量在物理中的应用举例册别:必修2学科:高中数学(人教版)力、速度、位移等物理量向量的运算向量的概念抽象(一)创设情境两个人共提一桶水,两人手臂夹角越大越费力.在单杠上做引体向上运动,两臂夹角越小越省力.问题1你能从数学角度解释这个现象吗?
分析:不妨以两个人共提水桶为例.只要研究清楚两个拉力的合力、水桶所受的重力以及两个拉力的夹角三者之间的关系,就可以获得问题的数学解释.(二)解决问题GF1F2θF
如图,设人作用在水桶上的两个拉力分别为,水桶所受的重力为,的夹角为.为方便起见,不妨设.
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FGF1F2θFGF1F2θ(1)
为何值时,|F1|最小,最小值是多少?(2)|F1
|能等于|G|吗?为什么?探究
时,的最小值为.
你能总结用向量解决物理问题的一般步骤吗?(1)问题的转化:把物理问题转化为数学问题;(2)模型的建立:建立以向量为载体的数学模型;(3)参数的获得:求出数学模型的有关解答;(4)问题的解决:把所得的数学结论回归到物理问题中,解决相关物理现象.问题2问题3
一条河的两岸平行,河的宽度d=500
m,
一艘船从A处出发到河的正对岸B处,船航行的速度|v1|=10
km/h,
水流速度|v2|=2
km/h,问行驶航程最短时,所用时间是多少(精确到0.1
min)?v1v2分析:如果水是静止的,那么船只要取垂直于河岸的方向行驶就能使航程最短,此时所用的时间也是最短的.考虑到水的流速,要使航程最短,船的速度与水流速度的合速度必须垂直于河岸.v1v2
解:设点B是河对岸一点,AB与河岸垂直,那么当这艘船实际沿着AB方向行驶时,船的航程最短.此时,船的航行时间所以,当航程最短时,这艘船行驶完全程需要3.1min.若行驶时间最短,则所用的时间是多少?变式:解:使小船垂直于河岸方向行驶(小船自身的速度方向指向河对岸),小船过河所用时间才最短.v1vv2答:行驶的时间最短时,所用的时间是3min.(三)反思小结:用向量知识解决物理问
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