2.5 平面向量应用举例 2.5.2 向量在物理中的应用举例 问题提出1. 用向量方法解决平面几何问题的基本思路是什么?几何问题向量化 向量运算关系化 向量关系几何化 . 2. 向量概念源于物理中的矢量,物理中的力、位移、速度等都是向量,功是向量的数量积,从而使得向量与物理学建立了有机的内在联系,物理中具有矢量意义的问题也可以转化为向量问题来解决 . 因此,在实际问题中,如何运用向量方法分析和解决物理问题,又是一个值得探讨的课题 . 探究(一):向量在力学中的应用思考 1 :如图,用两条成 120° 角的等长的绳子悬挂一个重量是 10N 的灯具,根据力的平衡理论,每根绳子的拉力与灯具的重力具有什么关系?每根绳子的拉力是多少?120°OCBA10N|F1|=|F2|=10NF1+F2+G=0 思考 2 :两个人共提一个旅行包,或在单杠上做引体向上运动,根据生活经验,两只手臂的夹角大小与所耗力气的大小有什么关系?夹角越大越费力 .思考 3 :若两只手臂的拉力为 F1 、 F2 ,物体的重力为 G ,那么 F1 、 F2 、 G 三个力之间具有什么关系? F1 + F2 + G=0. 思考 4 :假设两只手臂的拉力大小相等,夹角为 θ ,那么 |F1| 、 |G| 、 θ 之间的关系如何?FF1F2Gθ1||||2cos2GFq=思考 5 :上述结论表明,若重力 G 一定,则拉力的大小是关于夹角 θ 的函数 . 在物理学背景下,这个函数的定义域是什么?单调性如何?θ∈[0° , 180°) 思考 6 : |F1| 有最大值或最小值吗? |F1| 与 |G| 可能相等吗?为什么?1||||,2cos2GFq=θ∈[0° , 180°) 探究(二):向量在运动学中的应用思考 1 :如图,一条河的两岸平行,一艘船从 A 处出发到河对岸,已知船在静水中的速度 |v1| = 10 ㎞ /h ,水流速度|v2| = 2 ㎞ /h ,如果船垂直向对岸驶去,那么船的实际速度 v 的大小是多少?A|v|= ㎞ /h.104 思考 2 :如果船沿与上游河岸成 60° 方向行驶,那么船的实际速度 v 的大小是多少?v1v2v60° |v|2 = | v1 + v2|2 =( v1 + v2 ) 2 =84. 思考 3 :船应沿什么方向行驶,才能使航程最短?v1v2vABC与上游河岸的夹角为78.73°.思考 4 :如果河的宽度 d = 500m ,那么船行驶到对岸至少要几分钟?0.5603.1(min)||96dtv==´» 理论迁移 例 1 一架飞机从 A 地向北偏西 60° 方向飞行 1000km 到达 B 地,然后向 C地飞行,若 C 地...