格物学 第六章 平面向量及其应用6.4 平面向量的应用

向量在物理中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点回顾基础自测题答案-内蒙古自治区等高二数学必修,平均正确率72.0%

2025-09-04
向量在物理中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点回顾基础自测题答案-内蒙古自治区等高二数学必修,平均正确率72.0%
1、['余弦定理、正弦定理', '向量在物理中的应用举例']

正确率80.0%一个物体在平面内受到三个力$${{F}_{1}}$$、$${{F}_{2}}$$、$${{F}_{3}}$$的作用,它们的大小依次为$${{1}{0}{N}}$$,$${{8}{N}}$$和$${{6}{N}}$$,方向依次为北偏东$${{3}{0}{°}}$$、北偏东$${{6}{0}{°}}$$、北偏西$${{3}{0}{°}}$$,物体在合力方向移动了$${{1}{0}}$$米,则合力所做功的大小最接近$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{0}{0}}$$焦耳

B.$${{1}{5}{0}}$$焦耳

C.$${{2}{0}{0}}$$焦耳

D.$${{2}{5}{0}}$$焦耳

2、['向量在物理中的应用举例']

正确率60.0%如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功,功的计算公式为$$W=\boldsymbol{F} \cdot\boldsymbol{S}$$(其中$${{W}}$$是功$${,{F}}$$是力$${,{S}}$$是位移).一物体在力$$\boldsymbol{F}_{1}=( 2, \ 4 )$$和$$\boldsymbol{F}_{2}=(-5, \ 3 )$$的作用下,由点$$A ( 1, \ 0 )$$移动到点$$B ( 2, ~ 4 ),$$在这个过程中这两个力的合力对物体所做的功为(

A

A.$${{2}{5}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{−}{5}}$$

D.$${{−}{{2}{5}}}$$

3、['平面向量加法、减法的坐标运算', '向量在物理中的应用举例']

正确率60.0%已知作用在点$${{A}}$$的三个力$$\overrightarrow{F_{1}}=( 3, 4 ), \overrightarrow{F_{2}}=( 2,-5 ), \overrightarrow{F_{3}}=( 3, 1 ).$$若$$A ( 1, 1 ),$$则合力$$\vec{F}=\vec{F_{1}}+\vec{F_{2}}+\vec{F_{3}}$$的终点坐标为(

A

A.$$( 9, 1 )$$

B.$$( 1, 9 )$$

C.$$( 9, 0 )$$

D.$$( 0, 9 )$$

5、['向量在物理中的应用举例']

正确率60.0%已知三个力$$\overrightarrow{f_{1}}=(-2$$,$${{−}{1}{)}}$$,$$\vec{f}_{2}^{\rightarrow}=(-3, 2 )$$,$$\overrightarrow{f_{3}}=( 4$$,$${{−}{3}{)}}$$同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,现在该点处加上一个力$${{{f}_{4}}^{→}}$$,则$${{{f}_{4}}^{→}{=}}$$(

D

A.$${{(}{−}{1}}$$,$${{−}{2}{)}}$$

B.$${{(}{1}}$$,$${{−}{2}{)}}$$

C.$$(-1, 2 )$$

D.$$( 1, 2 )$$

6、['向量在物理中的应用举例']

正确率80.0%甲、乙两人提起重量为$${{8}{N}}$$的物体,两人用力方向的夹角为$${{θ}}$$,用力大小分别为$${{6}{N}}$$、$${{7}{N}}$$,则$${{c}{o}{s}{θ}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$$- \frac{1} {4}$$

B.$$\frac{1} {4}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$- \frac{1} {2}$$

8、['向量在物理中的应用举例', '向量的线性运算']

正确率80.0%一质点受到平面上的三个力$$\overrightarrow{F_{1}}, \overrightarrow{F_{2}}, \overrightarrow{F_{3}} ($$单位:牛顿$${{)}}$$的作用而处于平衡状态.已知$$\overrightarrow{F_{1}}, \overrightarrow{F_{2}}$$成$${{6}{0}{°}}$$角,且$$\overrightarrow{F_{1}}, \overrightarrow{F_{2}}$$的大小分别为$${{2}}$$和$${{4}}$$,则$$\overrightarrow{F_{3}}$$的大小为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{6}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{2}{\sqrt {5}}}$$

D.$${{2}{\sqrt {7}}}$$

9、['向量在物理中的应用举例']

正确率80.0%一条渔船距对岸$${{4}{k}{m}}$$,以$$2 k m / h$$的速度向垂直于对岸的方向划去,到达对岸时,船的实际航程为$${{8}{k}{m}}$$,则河水的流速为$${{(}{)}}$$

A

A.$$2 \sqrt{3} k m / h$$

B.$$2 k m / h$$

C.$$\sqrt{3} k m / h$$

D.$$3 k m / h$$

10、['向量在物理中的应用举例']

正确率80.0%已知三个力$$\vec{f_{1}}=(-2,-1 )$$,$$\vec{f}_{2}^{\rightarrow}=(-3, 2 )$$,$$\vec{f_{3}}=( 4,-3 )$$同时作用于某物体上一点,为使物体保持平衡,现加上一个力$${{{f}_{4}}^{→}}$$,则$${{{f}_{4}}^{→}}$$等于$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-1,-2 )$$

B.$$( 1,-2 )$$

C.$$(-1, 2 )$$

D.$$( 1, 2 )$$

1. 首先将三个力分解为直角坐标系中的分量。设正北为$$y$$轴正方向,正东为$$x$$轴正方向。

$$F_1 = 10N$$,方向北偏东$$30^\circ$$:

$$F_{1x} = 10 \times \sin 30^\circ = 10 \times 0.5 = 5N$$

$$F_{1y} = 10 \times \cos 30^\circ = 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 10 \times 0.866 = 8.66N$$

$$F_2 = 8N$$,方向北偏东$$60^\circ$$:

$$F_{2x} = 8 \times \sin 60^\circ = 8 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 8 \times 0.866 = 6.928N$$

$$F_{2y} = 8 \times \cos 60^\circ = 8 \times 0.5 = 4N$$

$$F_3 = 6N$$,方向北偏西$$30^\circ$$:

$$F_{3x} = 6 \times \sin 30^\circ = 6 \times 0.5 = 3N$$(向西为负)

$$F_{3y} = 6 \times \cos 30^\circ = 6 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 6 \times 0.866 = 5.196N$$

合力分量:

$$F_x = 5 + 6.928 - 3 = 8.928N$$

$$F_y = 8.66 + 4 + 5.196 = 17.856N$$

合力大小:$$F = \sqrt{8.928^2 + 17.856^2} \approx \sqrt{79.71 + 318.84} = \sqrt{398.55} \approx 19.96N$$

功:$$W = F \times S = 19.96 \times 10 \approx 199.6J$$,最接近$$200J$$

答案:C

2. 合力$$\vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2} = (2, 4) + (-5, 3) = (-3, 7)$$

位移$$\vec{S} = \vec{AB} = (2-1, 4-0) = (1, 4)$$

功$$W = \vec{F} \cdot \vec{S} = (-3) \times 1 + 7 \times 4 = -3 + 28 = 25$$

答案:A

3. 合力$$\vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{F_3} = (3, 4) + (2, -5) + (3, 1) = (8, 0)$$

起点$$A(1, 1)$$,终点坐标:$$(1+8, 1+0) = (9, 1)$$

答案:A

5. 为使物体平衡,需满足$$\vec{f_1} + \vec{f_2} + \vec{f_3} + \vec{f_4} = 0$$

$$\vec{f_1} + \vec{f_2} + \vec{f_3} = (-2, -1) + (-3, 2) + (4, -3) = (-1, -2)$$

$$\vec{f_4} = -(-1, -2) = (1, 2)$$

答案:D

6. 设两人用力分别为$$\vec{F_1}$$和$$\vec{F_2}$$,物体重力$$\vec{G} = (0, -8)$$

平衡条件:$$\vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{G} = 0$$

设$$\vec{F_1} = (6\cos\theta_1, 6\sin\theta_1)$$,$$\vec{F_2} = (7\cos\theta_2, 7\sin\theta_2)$$

由垂直方向平衡:$$6\sin\theta_1 + 7\sin\theta_2 = 8$$

由水平方向平衡:$$6\cos\theta_1 + 7\cos\theta_2 = 0$$

两力夹角$$\theta = \theta_2 - \theta_1$$

利用余弦定理:$$|\vec{F_1} + \vec{F_2}|^2 = 6^2 + 7^2 + 2 \times 6 \times 7 \times \cos\theta = 36 + 49 + 84\cos\theta$$

又$$|\vec{F_1} + \vec{F_2}| = |-\vec{G}| = 8$$

$$85 + 84\cos\theta = 64$$

$$84\cos\theta = -21$$

$$\cos\theta = -\frac{1}{4}$$

答案:A

8. 三力平衡时,$$\vec{F_3} = -(\vec{F_1} + \vec{F_2})$$

$$|\vec{F_1} + \vec{F_2}|^2 = 2^2 + 4^2 + 2 \times 2 \times 4 \times \cos 60^\circ = 4 + 16 + 16 \times 0.5 = 28$$

$$|\vec{F_3}| = \sqrt{28} = 2\sqrt{7}$$

答案:D

9. 设河水流速为$$v$$ km/h,渔船垂直速度$$2$$ km/h

实际航程$$8$$ km,垂直距离$$4$$ km

航行时间$$t = \frac{4}{2} = 2$$小时

水平位移:$$v \times 2 = 2v$$

由勾股定理:$$(2v)^2 + 4^2 = 8^2$$

$$4v^2 + 16 = 64$$

$$4v^2 = 48$$

$$v^2 = 12$$

$$v = 2\sqrt{3}$$ km/h

答案:A

10. 同第5题:

$$\vec{f_1} + \vec{f_2} + \vec{f_3} = (-2, -1) + (-3, 2) + (4, -3) = (-1, -2)$$

$$\vec{f_4} = -(-1, -2) = (1, 2)$$

答案:D

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