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一、向量在物理中的应用
归纳总结:由于力.速度是向量,它的分解与合成与向量的减法与加法相类似,可以用向量的方法来解决.
【题干】1.下列各量中不是向量的是( ).
A. 浮力 B. 风速
C. 位移 D. 密度
【题干】2.已知三个力,,同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,再加上一个力 ,则( ).
A. B. 00
C. D.
【题干】3.在水流速度为的河流中,有一艘船正沿与水流垂直的方向以的速度航行,则船自身航行速度大小为________.
【题干】4.一艘船从点出发以 的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时水的流速为,求船实际航行的速度的大小与方向.
【题干】5.用两根绳子把重的物体吊在水平杆子上,,
,求和处所受力的大小(绳子的重量忽略不计).
【题干】6.物体的质量为千克,用绳子将物体悬挂在两面墙之间,已知两面墙之间的距离米(为水平线), 米, 米,求,上所受的力的大小.
【题干】7.在平面内有两个向量,,今有动点从开始沿着与向量相同方向做匀速直线运动,速度为;另一动点从点出发,沿着与向量相同的方向做匀速直线运动,速度为,设点,在时刻秒时分别在,处,求时,用了多长时间.
【题干】8.一条河的两岸平行,河的宽度,一艘船从处出发到河对岸.已知船的速度,水流速度.要使船行驶的时间最短,那么船行驶的距离与合速度的比值必须最小.此时我们分三种情况讨论:
当船逆流行驶,与水流成钝角时;
当船顺流行驶,与水流成锐角时;
当船垂直于对岸行驶,与水流成直角时.
请同学们计算上面三种情况,是否当船垂直于对岸行驶时,与水流成直角时,所用时间最短.
【题干】9.以初速度,抛射角投掷铅球,求铅球上升的最大高度和最大投掷距离.
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一、向量在物理中的应用
归纳总结:由于力.速度是向量,它的分解与合成与向量的减法与加法相类似,可以用向量的方法来解决.
【题干】1.下列各量中不是向量的是( ).
A. 浮力 B. 风速
C. 位移 D. 密度
【答案】D
【点评】考查平面向量的定义及物理学中相关概念,题目较易.
【题干】2.已知三个力,,同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,再加上一个力 ,则( ).
A. B. 00
C. D.
【答案】D
【解析】为使物体平衡,即合外力为零,即个外力为零,即个向量相加等于零向量∴
【点评】物体平衡,则所受合力为. 由物理知识知:求解,难度一般.
【题干】3.在水流速度为的河流中,有一艘船正沿与水流垂直的方向以的速度航行,则船自身航行速度大小为________.
【答案】
【解析】如图,由题意,表示水流速度,表示船在静水中的速度,则表示船的实际速度,则,,,∴,
∴实际速度为.
【点评】数学建模,代表水流速度,代表船自身航行的的速度,而代表实际航行的速度,求的模.
【题干】4.一艘船从点出发以 的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时水的流速为,求船实际航行的速度的大小与方向.
【答案】,
【解析】如图,设表示船垂直于对岸的速度,表示水流的速度,以,为邻边作平行四边形,则就是船实际航行的速度.在 中,,,∴
∴,∴.故船实际航行速度的大小为,方向与水流速间的夹角为.
【点评】将该问题转化为数学模型,设表示船垂直于对岸的速度,表示水流的速度,以,为邻边作平行四边形,则就是船实际航行的速度.难度一般.
【题干】5.用两根绳子把重的物体吊在水平杆子上,,
,求和处所受力的大小(绳子的重量忽略不计).
【答案】处受力为,处受力为.
【解析】设,处所受力分别为,,的重力用表示,则,以重力作用点为,的始点,作平行四边形,使为对角线,则,,,则,,,∴四边形为矩形,∴,,∴处受力为,处受力为.
【点评】建立数学模型,利用向量加法法则,计算向量之和,难度一般.
【题干】6.物体的质量为千克,用绳子将物体悬挂在两面墙之间,已知两面墙之间的距离米(为水平线), 米, 米,求,上所受的力的大小.
【答案】上所受的力的大小为,上所受的力的大小为.
【解析】根据平行四边形法则,可知:,,
所以,上所受的力的大小为,上所受的力的大小为.
【点评】数学建模,物体重力是垂直向下的千克,因此在物体平衡时,,方向所受到的力与的合力应该是垂直向上的,且大小为千克,由此我们可利用向量的加法运算列出相应的方程,难度一般.
【题干】7.在平面内有两个向量,,今有动点从开始沿着与向量相同方向做匀速直线运动,速度为;另一动点从点出发,沿着与向量相同的方向做匀速直线运动,速度为,设点,在时刻秒时分别在,处,求时,用了多长时间.
【答案】
【解析】经过时刻后点坐标为,点的坐标为
∴,,∵,
即.
【点评】建立数学模型,因为,,,建立方程求时间,难度一般.
【题干】8.一条河的两岸平行,河的宽度,一艘船从处出发到河对岸.已知船的速度,水流速度.要使船行驶的时间最短,那么船行驶的距离与合速度的比值必须最小.此时我们分三种情况讨论:
当船逆流行驶,与水流成钝角时;
当船顺流行驶,与水流成锐角时;
当船垂直于对岸行驶,与水流成直角时.
请同学们计算上面三种情况,是否当船垂直于对岸行驶时,与水流成直角时,所用时间最短.
【答案】当为钝角时,;当为锐角时,;当为直角时,;故当船垂直于对岸行驶时,与水流成直角时,所用时间最短.
【解析】设船行驶的方向与水流所成的角为,则船速在垂直水流方向上的分量为,当为钝角时,;当为锐角时,;当为直角时,;故当船垂直于对岸行驶时,与水流成直角时,所用时间最短.
【点评】设与的夹角为,合速度为,与的夹角为,行驶距离为,
则,,.所以当,即船垂直于对岸行驶时所用时间最短,较难.
【题干】9.以初速度,抛射角投掷铅球,求铅球上升的最大高度和最大投掷距离.
【答案】最大高度为,最大投掷距离为.
【解析】设在水平方向的速度大小为,竖直方向的速度的大小为,
则,,设在时刻时的上升高度为,抛掷距离为,
则(为重力加速度),所以,最大高度为,最大投掷距离为.
【点评】设在水平方向的速度大小为,竖直方向的速度的大小为,
则v,.(为重力加速度),难度一般.
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