资源简介 新人教版高中数学必修第二册-6.4.2 向量在物理中的应用举例-同步练习基础强化 1.人骑自行车的速度为v1,风速为v2,则逆风行驶的速度为( )A.v1-v2 B.v2-v1C.v1+v2 D.|v1|-|v2|2.一物体在力F的作用下,由点A(4,-2)移动到点B(5,4).已知F=(3,2),则F对该物体所做的功为( )A.-15 B.15C.28 D.-283.一质点受到平面上的三个力F1,F2,F3(单位:牛顿)的作用而处于平衡状态,已知F1,F2成90°角,且F1,F2的大小分别为2和4,则F3的大小为( )A.6 B.2C.2 D.24.河水的流速为5 m/s,一艘小船沿垂直于河岸方向以12 m/s的速度驶向对岸,则小船的静水速度大小为( )A.13 m/s B.12 m/sC.17 m/s D.15 m/s5.如图,一个力F作用于小车G,使小车G发生了40米的位移,F的大小为50 N,且与小车的位移方向(s的方向)的夹角为60°,则力F做的功为( )A.1 000 J B.1 000 JC.2 000 J D.500 J6.(多选)关于船从两平行河岸的一岸驶向另一岸所用的时间,正确的是( )A.船垂直到达对岸所用时间最少B.当船速v的方向与河岸垂直时用时最少C.沿任意直线航行到达对岸的时间都一样D.船垂直到达对岸时航行的距离最短7.飞机以300 km/h的速度斜向上飞行,方向与水平面成30°角,则飞机在水平方向的分速度大小是________ km/h.8.三纤夫用牵绳拉船,船的航行方向由M(2,1)至N(5,-3),若三纤夫所用力分别为F1=(1,4),F2=(3,-2),F3=(0,4),则三纤夫对船所做的功为________.9.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)求力F1、F2分别对质点所做的功;(2)求力F1、F2的合力F对质点所做的功.10.如图,一个质量为20 kg的物体用两根绳子悬挂起来,两根绳子与铅垂线的夹角分别为30°和45°.求这两根绳子所承受的力f1和f2的大小(精确到0.1 N).(重力加速度g=9.8 m/s2)注:≈1.414,≈1.732.能力提升11.两个大小相等的共点力F1,F2,当它们的夹角为90°时,合力大小为20 N,当它们的夹角为120°时,合力大小为( )A.40 N B.10 N C.20 N D.40 N12.一个物体同时受到同一平面内三个力F1,F2,F3的作用,沿北偏东45°方向移动了8 m,已知|F1|=2 N,方向为北偏东30°,|F2|=4 N,方向为北偏东60°,|F3|=6 N,方向为北偏西30°,则这三个力的合力所做的功为( )A.24 J B.24 J C.24 J D.24 J13.一条河流的两岸平行,一艘船从河岸边的A处出发到河对岸.已知船在静水中的速度v1的大小为|v1|=10 m/s,水流速度v2的大小为|v2|=2 m/s.设船行驶方向与水流方向的夹角为θ,若船的航程最短,则( )A.θ= B.θ= C.<θ< D.<θ<14.(多选)在日常生活中,我们会看到如图所示的情境,两个人共提一个行李包.假设行李包所受重力为G,作用在行李包上的两个拉力分别为F1,F2,且|F1|=|F2|,F1与F2的夹角为θ.下列结论中正确的是( )A.θ越大越费力,θ越小越省力B.θ的取值范围为[0,π]C.当θ=时,|F1|=|G|D.当θ=时,|F1|=|G|[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14答案15.平面上三个力F1,F2,F3作用于一点且处于平衡状态,已知|F1|=1 N,|F2|=2 N,F1,F2成为120°角,则力F1与F3所成的角为________.16.如图,长江某地南北两岸平行,江面的宽度d=1 km,一艘游船从南岸码头A出发航行到北岸.假设游船在静水中的航行速度v1的大小为|v1|=10 km/h,水流速度v2的大小为|v2|=4 km/h,设v1和v2的夹角为θ,北岸A′在A的正北方向.(1)当θ=120°时,判断游船航行到北岸时的位置是在图中A′的左侧还是右侧,并说明理由.(2)当cos θ多大时,游船能到达A′处?需航行多长时间?参考答案1.解析:由题得v1和v2都是向量,根据向量的加法运算得逆风行驶的速度为v1+v2.故选C.答案:C2.解析:由题意得=(1,6),所以F对该物体所做的功为1×3+6×2=15.故选B.答案:B3.解析:由题意知F3=-(F1+F2),所以|F3|2=(F1+F2)2=F+F+2F1·F2=4+16=20,∴|F3|=2.故选C.答案:C4.解析:设河水的流速v2=5 m/s,静水速度与河水速度的合速度v=12 m/s,小船的静水速度为v1,为了使航向垂直河岸,船头必须斜向上游方向,即静水速度v1斜向上游方向,河水速度v2=5 m/s平行于河岸,静水速度与河水速度的合速度v=12 m/s指向对岸,所以静水速度v1===13(m/s).故选A.答案:A5.解析:因为|F|=50且F与小车的位移方向的夹角为60°,又力F作用于小车G,使小车G发生了40米的位移,则力F做的功为W=F·s=|F||s|cos 60°=50×40×=1 000(J).故选A.答案:A6.解析:设船在静水中的速度为v,水流速度为v1,船实际速度为v2,两岸间的垂直距离为s;对于ABC,船垂直到达对岸时,v2=,则所用时间t=;当船速v的方向与河岸垂直时,所用时间t=;∵v≥v2,∴当船速v的方向与河岸垂直时,用时最少,且沿不同直线航行到达对岸的事件不相同,A错误,B正确,C错误.对于D,船垂直到达对岸时,航行的距离为两岸间的垂直距离,此时距离最短,D正确.故选BD.答案:BD7.解析:飞机以300 km/h的速度斜向上飞行,方向与水平面成30°角,如图,设v=300,所以飞机在水平方向的分速度vx=300·cos 30°=300×=150.答案:1508.解析:因为F1=(1,4),F2=(3,-2),F3=(0,4),所以F=F1+F2+F3=(1,4)+(3,-2)+(0,4)=(4,6),因为船的航行方向由M(2,1)至N(5,-3),所以=(5,-3)-(2,1)=(3,-4),所以F·=4×3+6×(-4)=-12.答案:-129.解析:(1)=(-13,-15),力F1对质点所做的功W1=F1·=(3,4)·(-13,-15)=3×(-13)+4×(-15)=-99,力F2对质点所做的功W2=F2·=(6,-5)·(-13,-15)=6×(-13)+(-5)×(-15)=-3,所以,力F1、F2对质点所做的功分别为-99和-3.(2)W=F·=(F1+F2)·=F1·+F2·=-99-3=-102.10.解析:易知f1+f2的模为20×9.8=196(N),方向竖直向上.设|f1|=xN,|f2|=yN,则x cos 45°+y cos 30°=196,x sin 45°=y sin 30°,解得所以|f1|≈101.5 N,|f2|≈143.5 N.11.解析:如图,以F1,F2为邻边作平行四边形,F为这两个力的合力.由题意,易知|F|=|F1|,|F|=20 N,∴|F1|=|F2|=10 N.当它们的夹角为120°时,以F1,F2为邻边作平行四边形,此平行四边形为菱形,此时合力的大小|F′|=|F1|=10 N.故选B.答案:B12.解析:如图,以正东方向为x轴正方向,正北方向为y轴正方向,建立平面直角坐标系,则F1=(1,),F2=(2,2),F3=(-3,3),所以合力F=F1+F2+F3=(2-2,2+4).由题意得,位移s=(4,4),故合力F所做的功W=F·s=(2-2)×4+(2+4)×4=6×4=24(J).故选D.答案:D13.解析:当航线垂直于河岸时,航程最短,如图,在△ABC中,AB=10,BC=2,所以sin ∠BAC=∈(0,),所以∠BAC∈(0,),所以θ=+∠BAC∈(,).故选C.答案:C14.解析:对于A,根据题意,得|G|=|F1+F2|,所以|G|2=|F1|2+|F2|2+2|F1|×|F2|×cos θ=2|F1|2(1+cos θ),解得|F1|2=,因为θ∈(0,π)时,y=cos θ单调递减,所以θ越大越费力,θ越小越省力,故A正确;对于B,由题意知θ的取值范围是(0,π),故B错误;对于C,因为|F1|2=,所以当θ=时,|F1|2=,所以|F1|=|G|,故C错误;对于D,因为|F1|2=,所以当θ=时,|F1|2=|G|2,所以|F1|=|G|,故D正确.故选AD.答案:AD15.解析:如图所示,A(1,0),∠AOB=120°.=F1,=F2.把=F2分别沿x,y轴方向正交分解,可得=(0,).∵三个力F1,F2,F3作用于一点且处于平衡状态,∴F1+F2+F3=0,∴F3=-=-(0,)=(0,-).∴力F1与F3所成的角为90°.答案:90°16.解析:(1)θ=120°时,游船水平方向的速度大小为|v1|cos (180°-θ)-|v2|=1(km/h),方向水平向左,故最终到达北岸时游船在A′点的左侧;(2)若游船能到达A′处,则有|v2|=|v1|cos (180°-θ),则有cos θ=-cos (180°-θ)=-=-,此时游船垂直江岸方向的速度|v|=|v1|sin θ=2(km/h),时间t==(h). 展开更多...... 收起↑ 资源预览