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文档简介
1、,2.5.2向量在物理中的应用举例,一、向量与物理学的联系,向量是从物理学中抽象出来的数学概念,在物理中,通常被称为矢量!在物理学,工程技术中有广泛的应用,因此,我们要明确掌握用向量研究物理问题的相关知识!,1、向量是既有大小又有方向的量,物理学中,力、速度、加速度、位移等都是向量!,2、力、加速度、位移等的合成和分解就是向量的加减法,运动的叠加也用到向量的合成!,例题,例1:同一平面内,互成120 的三个大小相等的共点力的合力为零。,例2:在生活中,你是否有这样的经验:两个人共提一个旅行包,夹角越大越费力;在单杠上做引体向上运动,两臂夹角越小越省力!你能从数学的角度解释这个现象吗?,分析:上
2、述的问题跟如图所示的是同个问题,抽象为数学模型如下:,用向量F1,F2,表示两个提力,它们的合向量为F,物体的重力用向量G来表示, F1,F2的夹角为,如右图所示,只要分清F,G和三者的关系,就得到了问题得数学解释!,小结: (1)、为了能用数学描述这个问题,我们要先把这一物理问题转化成数学问题。如上题目,只考虑绳子和物体的受力平衡,画出相关图形!,(2)、由物理中的矢量问题化成数学中的向量问题,用向量的有关法则解决问题!,(3)、用数学的结果解决物理问题,回答相关的物理现象。,例4:如图,一条河流的两岸平行,河的宽度d = 500m,一艘船从A处出发到河对岸。已知船的速度 =10km/h,水
3、流的速度 = 2km/h。 问:(1)行驶航程最短时,所用的时间是多少? (2)行驶时间最短时,所用的时间是多少?,分析:(1)因为两平行线之间的最短距离是它们的公垂线段。所以只有当小船的实际运动方向(即合运动方向)是垂直于河岸的方向时,小船的航程最小。,(2)小船过河的问题有一个特点,就是小船在垂直于河岸的方向上的位移是不变的,我们只要使得在垂直于河岸方向上的速度最大,小船过河所用的时间就最短,河水的速度是沿河岸方向的,这个分速度和垂直于河岸的方向没有关系,所以使小船垂直于河岸方向行驶(小船自身的速度,方向指向河对岸),小船过河所用时间才最短。,把物理问题转化为数学模型为:,10N,如图,今有一艘小船位于d = 60m宽的河边P处,从这里起,在下游 =80m处河流有一处瀑布,若河水的流速方向由上游指向下游(与河岸平行),水速大小为5m/s,为了使小船能安全过河,船的划速不能小于多少?当划速最小时,划速方向如何?,从图上看,哪个速度(向量的模)最小?,提问:表示划船速度的向量怎样画?,如何解决物理中与向量有关的问题: (1)、弄清物理现象中蕴含的物理量间的关系(数学模型); (2)、灵活运用数学模型研究有关物理问题; (3)、综合运用有关向量的知识,三角等和物理知识解决实际问题; (4)、用所得的结果解释物理现象。,总结:向量有关知识
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