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格致课堂6.4.2向量在物理中的应用举例一、选择题1.一物体受到相互垂直的两个力、的作用,两力大小都为,则两个力的合力的大小为A.B.0C.D.【答案】C【解析】根据向量加法的平行四边形法则,合力的大小为.本题选择C选项.2.已知两个力的夹角为90°,它们的合力大小为10N,合力与的夹角为60°,那么的大小为()A.NB.5NC.10ND.N【答案】A【解析】对应向量如图由于α=60°,则的大小为||sin60°=10×=N.故选A。3.用力F推动一物体水平运动sm,设F与水平面的夹角为,则对物体所做的功为()A.|F|·sB.F·cos·sC.F·sin·sD.|F|·cos·s【答案】D【解析】W=|F|·cos·s.故选D。 格致课堂4.已知三个力同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,现加上一个力,则等于()A.B.C.D.【答案】D【解析】为使物体平衡,即合外力为零,即4个向量相加等于零向量,∴.故选D。5.(多选题)在水流速度的自西向东的河中,如果要使船以的速度从河的南岸垂直到达北岸,则船出发时行驶速度的方向和大小为()A.北偏西B.北偏西,C.D.【答案】AC【解析】如图,船从O点出发,沿OC方向行驶,才能垂直到达河的对岸,则,所以,即船以的速度,向北偏西方向行驶,才能垂直到达对岸.故选AC。6.如图,在重的物体上有两根绳子,绳子与铅垂线的夹角分别为,物体平衡时,两根绳子拉力的大小分别为() 格致课堂A.B.C.D.【答案】AC【解析】作,使.在中,,,,.选C.二、填空题7.如图,一个力作用于小车G,使小车G发生了40米的位移,的大小为50牛,且与小车的位移方向的夹角为60°,则在小车位移方向上的正射影的数量为牛,力做的功为牛米.【答案】1000【解析】∵||=50,且与小车的位移方向的夹角为60°,∴在小车位移方向上的正射影的数量为||cos60°=50×=25(牛).∵力作用于小车G,使小车G发生了40米的位移, 格致课堂∴力做的功w=25×40=1000(牛米).8.如图,用两条绳提起一个物体处于平衡状态,此时每条绳用力5N,且两条绳的夹角是120°,则物体G的重量是N.【答案】5【解析】由题意知,物体G的重量与两条绳用力的合力的大小相等.根据每条绳用力5N,且两条绳的夹角是120°,可得.∴=25+25+2×5×5×cos120°=25,∴两条绳用力的合力的大小为5N∴物体G的重量为5N.9.若向量=(1,1),=(-3,-2)分别表示两个力F1,F2,则|F1+F2|为。A.B.2C.D.【答案】 【解析】 由于F1+F2=(1,1)+(-3,-2)=(-2,-1),所以|F1+F2|==,故选C.10.已知=(2,3)作用一物体,使物体从A(2,0)移动到B(4,0),则=,力对物体作的功为.【答案】(2,3)4【解析】根据题意,力对物体作的功为W==(2,3)=2×2+3×0=4.三、解答题11.已知两恒力F1=(3,4),F2=(6,-5)作用于同一质点,使之由点A(20,15)移动到点B(7,0).(1)求F1,F2分别对质点所做的功;(2)求F1,F2的合力F对质点所做的功.【答案】(1)-99J,-3J(2)-102J【解析】 格致课堂(1)=(7,0)-(20,15)=(-13,-15),W1=F1·=(3,4)·(-13,-15)=3×(-13)+4×(-15)=-99(J),W2=F2·=(6,-5)·(-13,-15)=6×(-13)+(-5)×(-15)=-3(J).∴力F1,F2对质点所做的功分别为-99J和-3J.(2)W=F·=(F1+F2)·=[(3,4)+(6,-5)]·(-13,-15)=(9,-1)·(-13,-15)=9×(-13)+(-1)×(-15)=-117+15=-102(J).∴合力F对质点所做的功为-102J.12.如图,用两条同样长的绳子拉一物体,物体受到的重力为G,两绳受到的拉力分别为F1、F2,夹角为θ.(1)求其中一根绳子受的拉力|F1|与G的关系式,用数学观点分析|F1|的大小与夹角θ的关系;(2)求|F1|的最小值;(3)如果每根绳子的最大承受拉力为|G|,求θ的取值范围.【答案】(1)略(2)(3)θ∈[0°,120°]【解析】(1)由力的平衡得F1+F2+G=0,设F1,F2的合力为F,则F=-G,由F1+F2=F且|F1|=|F2|,|F|=|G|,解直角三角形得cos==,∴|F1|=,θ∈[0°,180°],由于函数y=cosθ在θ∈[0°,180°]上为减函数, 格致课堂∴θ逐渐增大时,cos逐渐减小,即逐渐增大.∴θ增大时,|F1|也增大.(2)由(1)可知,当θ=0°时,|F1|有最小值为.(3)由题意知,≤|F1|≤|G|,∴≤≤1,即≤cos≤1.由于y=cosθ在[0°,180°]上为减函数,∴0°≤≤60°,∴θ∈[0°,120°]. 查看更多

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