解:(1)如图乙所示,由力的平衡及向量加法的平行四边形法则知:G=F1+F2.
解直角三角形得
|F1|=
当θ从0°趋向于90°时,|F1|、|F2|皆逐渐增大.
(2)令|F1|=≤2|G|,
得cosθ≥,
又0°≤θ<90°,
∴0°≤θ≤60°.
温馨提示
在解决力的合成、力的分解问题时,一般是利用向量的平行四边形法则解决.
3.向量方法的综合应用
【例3】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).试求:
(1)F1,F2分别对质点所做的功;
(2)F1,F2的合力F对质点所做的功.
思路分析:本题利用向量数量积知识解决物理中的做功问题,由于给出各分力的坐标,采用坐标法计算,首先求出位移的坐标,代入F·s公式即可.
解:=(7,0)-(20,15)=(-13,-15).
(1)W1=F1·=(3,4)·(-13,-15)=3×(-13)+4×(-15)=-99(焦),
W2=F2·=(6,-5)·(-13,-15)=6×(-13)+(-5)×(-15)=-3(焦).
(2)W=F·=(F1+F2)·=[(3,4)+(6,-5)]·(-13,-15)=(9,-1)·(-13,-15)=9×(-13)+(-1)×(-15)=-117+15=-102(焦).
温馨提示
力对物体所做的功实际是力与位移的数量积,即W=F·s,若用坐标运算,应当注意首先求出位移s这一向量的坐标,即终点的坐标减去起点的坐标.
【例4】△ABC中,点M是BC的中点,点N在边AC上,且AN=2NC,AM与BN相交于点P.
求:AP∶PM的值.
思路分析:待定系数法求定比的问题.
解:设=e1,=e2.
则=+=-3e2-e1,=2e1+e2.