高三物理几何难题及答案的相关例题参考如下:
1. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB垂直平面ABCD,AB=2,AD=1,AB平行CD,PD垂直AB,PD=2,E为PC的中点。
(1)证明:平面PDE垂直平面PAB;
(2)求二面角A-PB-D的正弦值。
答案:
(1)【分析】
以D为原点,以$\overset{\longrightarrow}{DA},\overset{\longrightarrow}{DP},\overset{\longrightarrow}{DC}$的方向分别为$x$轴、$y$轴、$z$轴的正方向建立空间直角坐标系,利用向量法能证明平面$PDE \perp$平面$PAB$.
(2)【分析】
利用空间向量求出各面的法向量,求出二面角A$-$PB$-$D的正弦值.
【解答】
($1$)以D为坐标原点,以$\overset{\longrightarrow}{DA},\overset{\longrightarrow}{DP},\overset{\longrightarrow}{DC}$的方向分别为$x$轴、$y$轴、$z$轴的正方向建立空间直角坐标系.设棱长为$2$.则$A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,1,0),P(0,0,2)$,$\overset{\longrightarrow}{AB} = ( - 2,2,0),\overset{\longrightarrow}{PC} = ( - 2, - 1,2)$,$\overset{\longrightarrow}{DE} = ( - \frac{1}{2},0,1),\overset{\longrightarrow}{PD} = (0, - \frac{1}{2}, - 1)$.$\because\overset{\longrightarrow}{DE} \cdot \overset{\longrightarrow}{PD} = 0,\therefore\overset{\longrightarrow}{DE} \perp \overset{\longrightarrow}{PD}$.又$\overset{\longrightarrow}{PD} \cdot \overset{\longrightarrow}{AB} = 0,\therefore\overset{\longrightarrow}{DE} \perp$平面$PAB$.又$\because\overset{\longrightarrow}{PD} \cdot \overset{\longrightarrow}{DC} = 0,\therefore\overset{\longrightarrow}{DE} \perp \overset{\longrightarrow}{DC}$.又$\because\overset{\longrightarrow}{DC} \subset$平面$PDE,\therefore\overset{\longrightarrow}{DE} \perp$平面$PAB$.$\because\overset{\longrightarrow}{DE}$为单位向量.$\therefore\cos < \overset{\longrightarrow}{DE},\overset{\longrightarrow}{PC} > = \frac{|\overset{\longrightarrow}{PC}||\overset{\longrightarrow}{DE}|}{\sqrt{{(\overset{\longrightarrow}{PC})}^{2}} \cdot \sqrt{{(\overset{\longrightarrow}{DE})}^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{5}}$.$\therefore < \overset{\longrightarrow}{PC},\overset{\longrightarrow}{DE} > = arc\cos\frac{1}{\sqrt{5}}$.
(2)设平面$PAB$的法向量为$\mathbf{n} = (x,y,z)$,则$\left\{ \begin{matrix} \mathbf{n} \cdot \overset{\longrightarrow}{AB} = - 2x + 2y = 0 \\
\mathbf{n} \cdot \overset{\longrightarrow}{PB} = z = 0 \\
\end{matrix} \right$.取$x = 1$得平面$PAB$的一个法向量为$\mathbf{n}^{\prime}(1,1,0)$.设平面ABD的一个法向量为$\mathbf{m}^{\prime}(a,b,c)$.则$\left\{ \begin{matrix} \mathbf{m}^{\prime} \cdot \overset{\longrightarrow}{AB} = - 2a + b = 0 \\
\mathbf{m}^{\prime} \cdot \overset{\longrightarrow}{AD} = c = 0 \\
\end{matrix} \right$.取$a = 1$得平面ABD的一个法向量为$\mathbf{m}^{\prime}(1, - 1,0)$.设二面角A$-$PB$-$D的平面角为$\theta $,则$\sin\theta = |\frac{(\mathbf{n}^{\prime})^{2}}{|\mathbf{n}^{\prime}| \cdot |\mathbf{m}^{\prime}|}|$$= |\frac{( - 2)^{2}}{|\sqrt{5}| \cdot |\sqrt{2}|}| = \frac{4}{\sqrt{5}\sqrt{2}}$$= \frac
题目:
一个质量为m的物体,在倾角为θ的光滑斜面上由静止释放,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,求物体下滑的加速度大小。
答案:
物体下滑的加速度大小为gsinθ-μgcosθ。
相关例题:
假设一个质量为m的物体放在一个固定的竖直圆弧轨道上,与轨道无摩擦力,给物体一个水平初速度,物体将沿着圆弧轨道做圆周运动,请简述运动过程并分析物体的受力情况。
分析:
物体在水平初速度的作用下,先向上运动,当速度减小到零时,开始沿着圆弧轨道做向心运动,在运动过程中,物体受到重力和圆弧轨道的支持力作用,其中重力沿圆弧切线方向的分力提供向心力。
解题思路:
根据运动学公式求出物体向上运动的最大高度和向心加速度,再根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出重力的分力。
抱歉,无法提供高三物理几何难题及答案和相关例题常见问题的详细内容,但是可以提供一些解题思路:
高三物理几何难题通常涉及复杂的几何图形和物理原理的结合,需要仔细分析问题,理清思路,运用所学的物理知识进行解答。
在解决这类问题时,可以尝试以下步骤:
1. 仔细审题:理解题意,确定需要求解的问题和相关条件。
2. 建立模型:根据题目描述,建立合适的物理模型,如力学、电学、光学等。
3. 运用原理:根据所学的物理原理,分析问题中的各个因素,找出它们之间的相互作用和关系。
4. 求解问题:根据物理原理,运用适当的公式、方程或图形,求解问题得到答案。
5. 验证答案:根据题目要求,对答案进行验证或讨论,确保答案的正确性。
在解决相关例题时,可以尝试以下方法:
1. 找到类似的题目:可以先找到一些类似的题目进行练习,熟悉解题的思路和方法。
2. 仔细分析题目中的图形:注意观察题目中的图形,从中获取有用的信息,帮助解决问题。
3. 尝试多种方法解题:对于同一问题,可以尝试使用不同的方法进行解答,比较不同方法的优劣,找到最适合的方法。
4. 请教老师或同学:如果在解题过程中遇到困难,可以请教老师或同学,获得帮助。
希望以上内容对您有所帮助。
