问题 解答题
已知向量
a
=(cosx,sinx),
b
=(2cos
x
2
,-2sin
x
2
)
,且x∈(-
π
9
9
]

求:(1)
a
b
和|
a
-
b
|的取值范围;
(2)函数f(x)=
a
b
-|
a
-
b
|的最小值.
答案

(1)∵

a
=(cosx,sinx),

b
=(2cos
x
2
,-2sin
x
2
)

∴a•b=cosx•2cos

x
2
+sinx•(-sin
x
2
)=2(cosx•cos
x
2
-sinx•sin
x
2
)=2cos
3x
2

又∵x∈(-

π
9
9
],

3x
2
∈(-
π
6
π
3
]⇒cos
3x
2
∈[
1
2
,1]

2cos

3x
2
∈[1,2]即
a
b
∈[1,2]

|a-b|=

|a-b|2
=
(a-b)2
=
a2-2a•b+b2

=

(cos2x+sin2x)+(4cos2
x
2
+4sin2
x
2
)-2•2cos
3x
2

=

1+4-4cos
3x
2
=
5-4cos
3x
2

又∵cos

3x
2
∈[
1
2
,1]∴-4cos
3x
2
∈[-4,-2]

5-4cos
3x
2
∈[1,
3
];

(2)由(1)知:f(x)=

a
b
-|
a
-
b
|=2cos
3x
2
-
5-4cos
3x
2

5-4cos
3x
2
=t,则t2=5-4cos
3x
2
2cos
3x
2
=
5-t2
2

f(x)=

5-t2
2
-t=-
1
2
t2-t+
5
2
=-
1
2
(t2+2t+1)+
5
2
+
1
2
=-
1
2
(t+1)2+3(t∈[1,
3
])

∴由图象可知:当t=

3
时,函数f(x)取得最小值f(x)min=-
1
2
(
3
+1)2+3=1-
3

单项选择题 A1/A2型题
实验题

(18分)(1)①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图甲所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下几项中必须注意的是

A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为___N/m

(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:(如有计算,结果保留二位有效数字)

①打点计时器应接____(填交流或直流)电源。

②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏_____;

③如图乙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小___m/S2

④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a  F图象,则小车和砧码的总质量M为_________,其图像不过原点的原因是______。