高中数学6.3 平面向量线性运算的应用评课ppt课件
展开1.掌握用向量方法解决简单的几何问题、力学问题等一些实际问题.
2.体会向量是一种处理几何问题、物理问题的重要工具.
3.培养运用向量知识解决几何问题和物理问题的能力.
向量集“数”与“形”于一身,既有代数的抽象性又有几何的直观性,另外向量概念的原型就是物理中的力、速度、位移以及几何中的有向线段等概念,将向量这一工具应用到物理中,可以使物理题解答更简捷、更清晰.
向量基底法在平面几何中的应用
设P,Q分别是梯形ABCD的对角线AC与BD的中点,AB∥DC,试用平面向量证明:PQ∥AB.
用向量解决平面几何问题的方法之一向量基底法:选取适当的基底,将题中涉及的向量用基底表示,利用向量的运算法则、运算律或性质计算.
如图所示,已知△ABC的面积为14 cm2,D,E分别为边AB,BC上的点,且AD∶DB=BE∶EC=2∶1,AE交CD于点P,求△APC的面积.
∵点D,P,C三点共线,
∵点A,P,E三点共线,
故S△APC=14-8-2=4(cm2).
向量坐标法在平面几何中的应用
如图所示,在正方形ABCD中,P为对角线BD上的一点,四边形PECF是矩形,用平面向量证明PA=EF.
建立如图所示的平面直角坐标系,设正方形的边长为a,则A(0,a).
用向量解决平面几何问题的方法之二向量坐标法:对于有些平面几何问题(如与长方形、正方形、直角三角形等有关的问题),通过建立平面直角坐标系,把向量用坐标表示出来,利用代数运算解决平面几何中的长度、平行等问题.
(1)已知正方形ABCD,E,F分别是CD,AD的中点,BE,CF交于点P,连接AP,用平面平面向量证明:BE⊥CF.
如图,建立平面直角坐标系xOy,其中A为原点,不妨设AB=2,则A(0,0),B(2,0),C(2,2),E(1,2),F(0,1).
以A为坐标原点,以AB,AD所在直线分别为x轴、y轴建立平面直角坐标系(图略),设正方形的边长为2,点P的横坐标为x,x∈[0,2],则A(0,0),B(2,0),C(2,2),D(0,2),P(x,2).
∵f(x)在[0,2]上单调递减,∴f(x)max=f(0)=3.
我们在物理中已经学习过,利用向量可以描述物理学中的位移、力、速度、加速度等,因此,在涉及这些量的运算时,我们都可以借助向量来完成.(1)力、速度、位移的合成就是向量的加法,符合向量加法的三角形法则和平行四边形法则.(2)力、速度、位移的分解就是向量的减法,符合向量减法的三角形法则和平行四边形法则.(3)动量mv就是数乘向量,符合数乘向量的运算律.
用向量方法解决物理问题的步骤(1)转化:把物理问题中的相关量用向量表示,转化为向量问题的模型.(2)运算:通过向量的运算使问题得以解决.(3)还原:把结果还原为物理问题.
如图,用两根绳子把重10 N的物体W吊在水平杆子AB上,∠ACW=150°,∠BCW=120°,求A和B处所受力的大小.(绳子的重量忽略不计)
由题意可得∠ECG=180°-150°=30°,∠FCG=180°-120°=60°.
由于力、位移、速度都是向量,对于解决力、位移、速度的大小、方向问题均可利用向量知识解决.
一辆汽车在平直公路上向西行驶,车上装着风速计和风向标,测得风向为东偏南30°,风速为4 m/s,这时气象台报告实际风速为 2 m/s.试求风的实际方向和汽车的速度大小.
依据物理知识,有三个相对速度:汽车对地的速度为v车地,风对车的速度为v风车,风对地的速度为v风地,风对地的速度可以看成车对地与风对车的速度的合速度,即v风地=v风车+v车地,
如图,根据向量加法的平行四边形法则,可知表示向量v风地的有向线段 是▱ACDB的对角线.
1.知识清单: (1) 向量基底法和坐标法在平面几何中的应用. (2)向量在物理中的应用.2.方法归纳:转化法、数形结合法.3.常见误区:不能转化为向量问题.
1.在△ABC中,已知顶点A(4,1),B(7,5),C(-4,7),则BC边的中线AD的长是
2.已知三个力F1=(-2,-1),F2=(-3,2),F3=(4,-3)同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,需再加上一个力F4,则F4等于A.(-1,-2) B.(1,-2)C.(-1,2) D.(1,2)
∵物体保持平衡,∴F1+F2+F3+F4=0,∴F4=-F1-F2-F3=-(-2,-1)-(-3,2)-(4,-3)=(1,2).
3.某人以速度a km/h向东行走,此时正刮着时速为a km/h的南风,那么此人感受到的风向、风速为
如图所示,设人的速度为v1,风速为v2,则人感受到的风速为v,且|v|= .
4.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.
5.如图,已知点A(4,0),B(4,4),C(2,6),则AC与OB的交点P的坐标为_______.
联立①②,解得x=3,y=3,即点P的坐标为(3,3).
1.已知作用在点A的三个力F1=(3,4),F2=(2,-5),F3=(3,1)且A(1,1),则合力F=F1+F2+F3的终点坐标为A.(9,1) B.(1,9)C.(9,0) D.(0,9)
F=F1+F2+F3=(3,4)+(2,-5)+(3,1)=(8,0),设合力F的终点为P(x,y),
A.梯形 B.平行四边形C.矩形 D.菱形
∴四边形ABCD是梯形.
3.炮弹的初速度为v0,发射角为θ(v0与水平面的夹角),则炮弹上升的高度y与v0之间的关系式(t为飞行时间)为A.y=|v0|t B.y=|v0|sin θ·t-C.y=|v0|sin θ·t D.y=|v0|cs θ·t
炮弹上升的初速度的大小为|v0|sin θ,所以上升的高度与时间t的关系是y=|v0|sin θ·t- .
A.|b|=1 B.|a|=1C.a∥b D.|b|=2
|2a|=2|a|=2,所以|a|=1,故B正确;
A.30° B.45° C.60° D.90°
取BC的中点D,连接AD(图略),
∴AD为BC的中线且O为重心.又O为外心,∴△ABC为正三角形,∴∠BAC=60°.
如图,设BC边的中点为D,连接AD,
设D为AC的中点,如图所示,连接OD,
从而容易得△AOB与△AOC的面积之比为1∶2.
8.用两条成120°角的等长绳子悬挂一个灯具,已知灯具重量为10 N,则每根绳子的拉力大小为________ N.
所以四边形APQB为梯形.
10.河水自西向东流动的速度为10 km/h,小船自南岸沿正北方向航行,小船在静水中的速度为 km/h,求小船的实际航行速度.
∴小船的实际航行速度为20 km/h,按北偏东30°的方向航行.
如图,取BC的中点为D,
14.一条河宽为800 m,一船从A处出发想要垂直到达河正对岸的B处,若船速为20 km/h,水速为12 km/h,则船到达B处所需的时间为____ min.
由题意作出示意图,如图,∵v实际=v船+v水=v1+v2,|v1|=20 km/h,|v2|=12 km/h,
=3(min).∴该船到达B处所需的时间为3 min.
以A为原点,AB,AD所在直线分别为x轴,y轴建立如图所示的平面直角坐标系,则A(0,0),B(2,0),C(1,2),D(0,2),
16.一艘船从南岸出发,向北岸横渡.根据测量,这一天的水流速度为 3 km/h,方向正东,风的方向为北偏西30°,受风力影响,静水中船的漂行速度为3 km/h,若要使该船由南向北沿垂直于河岸的方向以 km/h的速度横渡,求船本身的速度大小及方向.
如图,设水的速度为v1,风的速度为v2,v1+v2=a.易求得a的方向是北偏东30°,a的大小是3 km/h.
设船的实际航行速度为v,方向由南向北,大小为 km/h.
船本身的速度为v3,则a+v3=v,即v3=v-a,由数形结合知,v3的方向是北偏西60°,大小是 km/h.
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