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《高中数学第二章平面向量2.5向量的应用导学案苏教版必修4》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.5向量的应用课堂导学三点剖析1.数学问题的向量方法【例1】如右图平行四边形ABCD中,已知AD=1,AB=2,对角线BD=2.求对角线AC的长.思路分析:本题要求线段长度问题,可以转化为求向量的模来解决.解:设=a,=b,则=a-b,=a+b.而
2、
3、=
4、a-b
5、=∴
6、
7、2=5-2a·b=4(*)又
8、
9、2=
10、a+b
11、2=a2+2a·b+b2=
12、a
13、2+2a·b+
14、b
15、2=1+4+2a·b.由(*)得2a·b=1,∴
16、
17、2=6,∴
18、
19、=,即=.温馨提示在解决本题中,不用解斜三角形,而用向量的数量积及模的知识解决,过程中采
20、取整体代入,使问题解决简捷明快.2.物理问题中的向量方法【例2】如图甲所示,在细绳O处用水平力F2缓慢拉起所受重力为G的物体,绳子与铅垂方向的夹角为θ,绳子所受到的拉力为F1,求:甲(1)
21、F1
22、、
23、F2
24、随角θ的变化而变化的情况;(2)当
25、F1
26、≤2
27、G
28、时,θ角的取值范围.思路分析:本题主要是利用向量加法的平行四边形法则解决物理问题.乙解:(1)如图乙所示,由力的平衡及向量加法的平行四边形法则知:G=F1+F2.解直角三角形得
29、F1
30、=当θ从0°趋向于90°时,
31、F1
32、、
33、F2
34、皆逐渐增大.(2)令
35、F1
36、=≤2
37、G
38、
39、,得cosθ≥,又0°≤θ<90°,∴0°≤θ≤60°.温馨提示在解决力的合成、力的分解问题时,一般是利用向量的平行四边形法则解决.3.向量方法的综合应用【例3】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).试求:(1)F1,F2分别对质点所做的功;(2)F1,F2的合力F对质点所做的功.思路分析:本题利用向量数量积知识解决物理中的做功问题,由于给出各分力的坐标,采用坐标法计算,首先求出位移的坐标,代入F·s公式即可.解:=(7,0)-(20,15)=(-13,
40、-15).(1)W1=F1·=(3,4)·(-13,-15)=3×(-13)+4×(-15)=-99(焦),W2=F2·=(6,-5)·(-13,-15)=6×(-13)+(-5)×(-15)=-3(焦).(2)W=F·=(F1+F2)·=[(3,4)+(6,-5)]·(-13,-15)=(9,-1)·(-13,-15)=9×(-13)+(-1)×(-15)=-117+15=-102(焦).温馨提示力对物体所做的功实际是力与位移的数量积,即W=F·s,若用坐标运算,应当注意首先求出位移s这一向量的坐标,即终点的坐标减去起
41、点的坐标.【例4】△ABC中,点M是BC的中点,点N在边AC上,且AN=2NC,AM与BN相交于点P.求:AP∶PM的值.思路分析:待定系数法求定比的问题.解:设=e1,=e2.则=+=-3e2-e1,=2e1+e2.∵A、P、M和B、P、N分别共线,∴存在实数λ,μ分别使=λ=-λe1-3λe2,=μ=2μe1+μe2.故=-=(λ+2μ)e1+(3λ+μ)e2.而=+=2e1+3e2.由基本定理得解得即=.故AP∶PM=4∶1.温馨提示在解决有关定比问题时,字母顺序易出错,解决本题的关键是选择适当的一对基底,选不好基
42、底,会使题目进入误区.各个击破类题演练1已知:在△ABC中,=a=(x1,y1),=b=(x2,y2).求证:△ABC的面积S=
43、x2y1-x1y2
44、.证明:由S△ABC=
45、a
46、·
47、b
48、sinA=====
49、x2y1-x1y2
50、.变式提升1如图,O为△ABC的外心,E为三角形内一点,满足=++,求证:⊥.证明:∵=-,=-=(++)-=+,∴·=(-)·(+)=
51、
52、2-
53、
54、2.∵O为外心,∴
55、
56、=
57、
58、,即·=0,⊥.类题演练2在重300N的物体上系两根绳子,这两根绳子在铅垂线的两侧,与铅垂线的夹角分别为30°,60°,如图
59、,求重物平衡时,两根绳子拉力的大小.解:作ABCB,使∠AOC=30°,∠BOC=60°.在△OAC中,∠ACO=∠BOC=60°,∠OAC=90°,
60、
61、=
62、
63、cos30°=1503(N),
64、
65、=
66、
67、sin30°=150(N),
68、
69、=
70、
71、=150(N).答:与铅垂线成30°角的绳子的拉力是N,与铅垂线成60°角的绳子的拉力是150N.变式提升2某人在静水中游泳,速度为千米/时,水流速度为4千米/时.(1)如果他垂直游向河对岸,那么他实际沿什么方向游?速度是多少?(2)他必须往哪个方向游,才能沿与水流垂直的方向前进?实际速
72、度是多少?解:(1)如图,水流速度v1=4km/h,游泳速度v2=km/h.设合速度v与v1所成角为θ,于是tanθ=,∴θ=60°.
73、v
74、==8km/h.(2)如图,v=,sinθ=,θ≈35.26°,则方向为与水流方向成125.26°的角.实际速度是km/h.类题演练3如图所示,求两个力f1、f2的合力f的大小和