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新教材人教版高中数学必修第二册练习：6.4.2《向量在物理中的应用举例》（解析版）

2022-08-18
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6.4.2向量在物理中的应用举例（用时45分钟）【选题明细表】知识点、方法题号向量在物理中的应用1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12基础巩固1．一只鹰正以与水平方向成30°角的方向向下飞行，直扑猎物，太阳光从头上直照下来，鹰在地面上的影子的速度是40m/s，则鹰的飞行速度为（）A．B．C．D．【答案】C【解析】如图，，且，则.故选:C2．已知作用在点A的三个力，，，且，则合力的终点坐标为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】，设终点为，则，所以，所以，所以终点坐标为.3．两个大小相等的共点力，当它们夹角为时，合力大小为，则当它们的夹角为时，合力大小为（）A．B．C．D．【答案】B【解析】设合力为，由平行四边形法则可知，，当和的夹角为时，由平行四边形法则，，故选:B.4．人骑自行车的速度是，风速为，则逆风行驶的速度为（）A．B．C．D．【答案】B【解析】由题意，根据向量的加法法则，可得逆风行驶的速度为，注意速度是有方向和大小的，是一个向量.故选：B. 5．点P在平面上作匀速直线运动，速度v=(4，-3)，设开始时点P的坐标为(-10，10)，则5秒后点P的坐标为(速度单位：m/s，长度单位：m) ( )A．(-2，4)B．(-30，25)C．(10，-5)D．(5，-10)【答案】C【解析】5秒后点P的坐标为：(－10,10)＋5(4，－3)＝(10，－5)．6．某人从点O向正东走30m到达点A,再向正北走到达点B,则此人的位移的大小是________m,方向是东偏北________.【答案】6060°【解析】如图所示，此人的位移是，且，则，，∴，故答案为：60，60°．7．一个重20N的物体从倾斜角30°，斜面长1m的光滑斜面顶端下滑到底端，则重力做的功是________．【答案】10J【解析】由力的正交分解知识可知沿斜面下滑的分力大小|F|＝×20N＝10N，∴W＝|F|·|s|＝10J.或由斜面高为m，W＝|G|·h＝20×J＝10J.答案为10J8．两个力，作用于同一质点，使该质点从点移动到点（其中，分别是轴正方向、轴正方向上的单位向量，力的单位：N，位移的单位：m）.求：（1），分别对该质点做的功；（2），的合力对该质点做的功.【答案】（1）做的功，做的功.（2）【解析】（1），，.做的功，做的功.（2），所以做的功.能力提升9．一条河的宽度为，一只船从处出发到河的正对岸处，船速为，水速为，则船行到处时，行驶速度的大小为（）A．B．C．D．【答案】D【解析】如图所示，由平行四边形法则和解直角三角形的知识，可得船行驶的速度大小为.故选：D.10．如图，两根固定的光滑硬杆OA，OB成角，在杆上分别套一小环P，Q（小环重力不计），并用轻线相连.现用恒力F沿方向拉小环Q，则当两环稳定时，轻线上的拉力的大小为__________. 【答案】.【解析】以小环为研究对象，由于受力平衡，故轻线与杆垂直，即轻线与杆的夹角为.设小环受轻线的拉力为，对其受力分析，可得在水平方向上有，故.故答案为：.11．如图所示，一条河的两岸平行，河的宽度，一艘船从点出发航行到河对岸，船航行速度的大小为，水流速度的大小为，设和的夹角.（1）当多大时，船能垂直到达对岸？（2）当船垂直到达对岸时，航行所需时间是否最短？为什么？【答案】（1）；（2）当时，船的航行时间最短，而当船垂直到达对岸，所需时间并不是最短.【解析】（1）船垂直到达对岸，即与垂直，即.所以，即. 所以，解得.（2）设船航行到对岸所需的时间为，则.故当时，船的航行时间最短，而当船垂直到达对岸，所需时间并不是最短.素养达成12．某人在静水中游泳，速度为千米/时，现在他在水流速度为4千米/时的河中游泳.（1）若他沿垂直于岸边的方向游向河对岸，则他实际沿什么方向前进？实际前进的速度大小为多少？（2）他必须朝哪个方向游，才能沿与水流垂直的方向前进？实际前进的速度大小为多少？【答案】（1）沿与河岸成60°的夹角顺着水流的方向前进，速度大小为8千米/时（2）沿向量的方向逆着水流且与河岸所成夹角的余弦值为游，实际前进的速度大小为千米/时【解析】（1）如图，设此人游泳的速度为，水流的速度为，以OA，OB为邻边作QACB，则此人的实际速度为，由勾股定理知，且在中，∠COA=60°，故此人沿与河岸成60°的夹角顺着水流的方向前进，速度大小为8千米/时；（2）如图，设此人的实际速度为，水流速度为，则游速为，在Rt△AOD中，，，则，，故此人沿向量的方向逆着水流且与河岸所成夹角的余弦值为游，实际前进的速度大小为千米/时．查看更多

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