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文档简介

立体几何在物理中的应用数学作为工具学科,其思想、方法和知识始终渗透、贯穿于整个物理学习和研究的过程中,为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言,为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效的方法,为物理学中的数量分析和计算提供有力工具所谓数学方法,就是要把客观事物的状态、关系和过程用数学语言表达出来,并进行推导、演算和分析,以形成对问题的判断、解释和预测可以说,任何物理问题的分析、处理过程,都是数学方法的运用过程本文中所指的数学方法,是一种特殊的很重要的方法-立体几何法。物理学的研究对象具有形象性,很多物理问题一般只给出最简单的图形及最基本的条件。在解决这些问题时,需要以此为依托,对最简单的图形进行直观处理,一个很重要的方法就是充分发挥空间想象力,把物理问题与真实空间相联系,结合立体几何进行表述、分析,这是研究、处理物理问题的重要手段,请看以下几例。例1在水平桌面M上放置一块正方形薄木板abcd,在木板的正中央处放置一个质量为m的小木块,如图5示。先以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹角为;再接着以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为(ab边与桌面的夹角不变)。转动过程中小木块在木板上没有滑动,则转动以后小木块受到的摩擦力大小为:()abcdM图5A. B.C. D. 分析与解 由题意构建出如图6所示的立体图, 其中ac是正方形abcd的对角线ac在水平桌面上的投影,显然,acc构成一个直角三角形。设正方形ab cd的边长为l,c ac=,则由力的平衡得小木块受到的摩擦力为:adccb图7bbdadccb图6f=mgsin 由几何关系得:ac= 作正方形abcd的投影abcd,如图7所示,add和ab b均构成直角三角形,且这两个直角三角形全等,dadb ab=。由几何关系得:ad=ab=lcos adccb图8bbd 如图8所示,ddbb构成矩形,所以:dbdb 正方形abcd的投影abcd是一个菱形,如图9所示,其中o为正方形abcdadcob图9的中心(对角

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