必修 第二册 · 人教A版
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14 6. 4.2向量在物理中的应用举例

免费读1264字2024-07-20

  老师:同学们好,这节课我们学习向量在物理中的应用。举例,这节课的学习目标与任务是,第一,了解物理学中有关矢量概念,如力、速度等与向量的关系。第二,会将物理问题转化为数学问题,经历数学建模的过程。三、体会学科间的联系以及数学供给应用的广泛性与重要性。重点难点是,第一,物理学中的力学、速度等矢量概念用数学的向量表示。第二,物理问题转化为数学问题的数学建模过程。在前面,我们学习了向量的加法、减法、数乘运算以及向量的数量积运算。平面向量解决平面几何问题等。那么,平面向量还能解决哪些问题?好,同学们看情景引入。在日常生活中,我们有这样的经验,两个人共提一个旅行包,两个拉力,夹角越大越费力。在单杠上做引体向上运动,两臂的夹角越小越省力,你能解释这种现象吗?好,请同学们思考一下。

  老师:那么同学们先暂停播放,思考完之后再继续听老师的讲解。好了,想必同学们已经有了想法了,我们来看一下数学上的向量可以表示物理学上的矢量,那么从这个意义上说,物理中的某些问题我们就可以用数学中的工具来解决。下面我们来感受一下向量这个数学工具在物理中的应用。好,我们来立体讲解。首先我们第一个例题是涉及到物理学中力的问题,我们就以情景引入的问题为例。例3,这就是刚才我们的情景引入的问题,那么我们现在就可以从数学的角度解释这种现象,我们来分析一下。不妨以两人共提旅行包为例,只要研究清楚两个拉力的合力,旅行包所受的重力以及两个拉力的夹角,三者之间的关系,就可以获得问题的数学解释。

  老师:那么第一步,我们需要把物理学中的拉力、重力用数学中的向量表示。第二步,我们要把物理学中的系统处于平衡状态,用向量的关系表示出来。第三步,我们用向量的运算来研究这些向量间的关系,那么请同学们看示意图。为了研究方便,我们假设F1和F2大小相等,我们不妨看一下这个示意图。

  老师:F1和F2的夹角为Sita重力g,那么F1和F2的合力是f,那么f和g大小相等,方向相反,系统处于平衡状态。那么同学们来看,当set变大的时候,那么也就是说,示意图中黑色的F1向量变化到蓝色的F1向量时,整个的系统仍处于平衡状态,那么也就是说,向量f和向量g仍然是大小相等,方向相反。但是此时蓝色的F1向量的大小却比黑色的F1向量的大小要变大了。那么这就是说,当set变大的时候,F1就会变大,那就费力了。

  老师:好,我们来看一下课本上的解答。先来看共体旅行包的情况,如图,6.4杠5设作用在旅行包上的两个拉力分别是F1和F2,那为了方便我们不妨设F1的模长和F2的模长是相等的。另外设F1,F2的夹角VC特旅行包所受的重力为g,我们知道有向量的平行四边形法则,F1和F2这两个力的合力我们能够求出来,再根据整个系统处于平衡状态,那么F1F2的合力应该与重力g方向相反,大小相同。那么在有直角三角形的知识,我们能够得到F1的模长应该等于g的模

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