2025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.docVIP

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相互作用阶段素养提升课

命题热点

考点与题型

(1)弹力、摩擦力的方向推断与大小计算。

(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)试验:探究弹力与弹簧伸长的关系和验证力的平行四边形定则。

(1)选择题:(静态或者动态)多物体组成的系统的受力分析。

(2)试验题:单独考查验证力的平行四边形定则。

(3)计算题:考查“单个物体在满意特定条件下的运动”或者“多物体系统的运动和牛顿运动定律的综合”。

角度一受力分析及平衡问题?

【典例1】(多选)(2024·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,大小在肯定范围内变更,物块b仍始终保持静止,则 ()

A.绳OO′的张力也在肯定范围内变更

B.物块b所受到的支持力也在肯定范围内变更

C.连接a和b的绳的张力也在肯定范围内变更

D.物块b与桌面间的摩擦力也在肯定范围内变更

【素养解读】

核心素养

素养角度

详细表现

物理观念

运动与相互作用观念

连接体受力平衡问题

科学

思维

科学推理

通过a物块受力平衡确定连结两物块的细绳张力不变

科学论证

通过对物块b受力分析,正交分解及平衡条件确定b所受支持力和摩擦力的变更

【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,大小在肯定范围内变更时,水平方向的静摩擦力和竖直方向的支持力也在肯定范围内变更,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。下面的相关推断正确的是 ()

A.水平拉力F渐渐减小

B.球对墙壁的压力渐渐减小

C.地面对长方体物块的摩擦力渐渐增大

D.地面对长方体物块的支持力渐渐增大

【解析】选A。圆球受力状况如图所示由平衡条件得N1=Gtanθ,N2=Gcosθ,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,依据牛顿第三定律可知,球对墙壁的压力渐渐增大,选项B错误;以圆球和长方体物块整体为探讨对象,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,不发生变更,动摩擦因数不变,则滑动摩擦力不变,选项C、D错误;以长方体物块为探讨对象,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,依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。

角度二试验:验证力的平行四边形定则?

【典例2】(2024·全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”试验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)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

(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;现运用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时视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=4.2N和F2=5.6N。

①用5mm长度的线段表示1N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

②F合的大小为__________N,F合与拉力F的夹角的正切值为__________。?

若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在试验所允许的误差范围之内,则该试验验证了力的平行四边形定则。

【素养解读】

核心

素养

素养

角度

详细表现

科学

探究

证据

应用“等效替代法”进行探究

说明

通过平行四边形作图法对比测量值和理论值

科学

思维

科学

推理

若应用平行四边形定则画出的合力与实际值近似相等,则验证了平行四边形定则

质疑

创新

对试验中出现的误差,要分析缘由,敢于质疑,并对试验加以改进

【解析】(1)由图乙可得每大格之间有5个小格,所以弹簧测力计的最小分度为0.2N,故可读出弹簧测力计读数为4.0N。

(2)①由已知可得F1所对长度为21mm,F2所对长度为28

②由图可知F合=4.0N;F合垂直F的重量为0.2N,平行于F的重量为4N,则F合与拉力F夹角的正切值为0