相互作用 阶段素养提升课
命题热点 (1)弹力、摩擦力的方向判断与大小计算。 (2)单个物体或者多物体(叠加体模型)的受力分析。 (3)动态平衡问题的分析方法。 (4)平衡状态中的临界与极值问题。 (5)实验:探究弹力与弹簧伸长的关系和验证力的平行四边形定则。 角度一 受力分析及平衡问题
【典例1】 (多选)(2016·全国卷Ⅰ)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则
( )
考点与题型 (1)选择题:(静态或者动态)多物体组成的系统的受力分析。 (2)实验题:单独考查验证力的平行四边形定则。 (3)计算题:考查“单个物体在满足特定条件下的运动”或者“多物体系统的运动和牛顿运动定律的综合”。
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化 B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 【素养解读】
核心素养 素养角度 具体表现 物理观念 运动与相互作用观念 连接体受力平衡问题 通过a物块受力平衡确定连结两物块的细绳张力不科学推理 科学 思维 科学论证 所受支持力和摩擦力的变化 【解析】选B、D。由于物块a静止,连接a和b的绳的张力以及绳OO′的张力不变,A、C错;对物块b受力分析可知,重力和绳拉力不变,则当F方向不变,大小在一定范围内变化时,水平方向的静摩擦力和竖直方向的支持力也在一定范围内变化,故选B、D。
【素养特训】 (2024·德阳模拟)如图所示,粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上,现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块,在圆球与地面接触之前。下面的相关判断正确的是 ( )
变 通过对物块b受力分析,正交分解及平衡条件确定b
A.水平拉力F逐渐减小 B.球对墙壁的压力逐渐减小
C.地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大 D.地面对长方体物块的支持力逐渐增大
【解析】选A。圆球受力情况如图所示由平衡条件得N1=Gtanθ,N2=,当
水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时,θ增大,所以N1与 N2均增大,根据牛顿第三定律可知,球对墙壁的压力逐渐增大,选项B错误;以圆球和长方体物
块整体为研究对象,由竖直方向受力平衡,知地面对物块的支持力等于整体的重力,不发生改变,动摩擦因数不变,则滑动摩擦力不变,选项C、D错误;以长方体物块为研究对象,受到重力、地面的支持力、拉力F、球对物块的压力N2′以及滑动摩擦力作用, 如图所示
由水平方向受力平衡得F+N2′sinθ=f,根据牛顿第三定律可知N2′=N2,由于θ增大,N2增大,f不变,则F减小,选项A正确。
角度二 实验:验证力的平行四边形定则
【典例2】(2017·全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上,如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。
(1)用一个测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示,F的大小为__________N。
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
①用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图甲中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合。
②F合的大小为__________N,F合与拉力F的夹角的正切值为__________。
2024版高考物理一轮复习第二章相互作用阶段素养提升课练习(含解析)
