2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用核心素養(yǎng)提升教學(xué)案滬科版

PAGE6-其次章相互作用一、整體法、隔離法在平衡問題中的應(yīng)用——“科學(xué)思維”之“科學(xué)推理”1.如圖1所示，甲、乙兩個小球的質(zhì)量均為m，兩球間用細線連接，甲球用細線懸掛在天花板上?，F(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球，平衡時細線都被拉緊。則平衡時兩球的可能位置是下面的()圖1解析用整體法分析，把兩個小球看做一個整體，此整體受到的外力為豎直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和細線1的拉力，兩水平力相互平衡，故細線1的拉力肯定與重力2mg等大反向，即細線1肯定豎直；再用隔離法，分析乙球受力的狀況，乙球受到向下的重力mg，水平向右的拉力F，細線2的拉力F2。要使得乙球受力平衡，細線2必需向右傾斜。選項A正確。答案A2.在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個物體，m1>m2，如圖2所示，若三角形木塊和兩物體都是靜止的，則()圖2A.粗糙水平面對三角形木塊有水平向右的摩擦力B.粗糙水平面對三角形木塊有水平向左的摩擦力C.質(zhì)量為m1的物體對三角形木塊有沿斜面對上的摩擦力D.質(zhì)量為m2的物體對三角形木塊有沿斜面對下的摩擦力解析由于三角形木塊和斜面上的兩物體都靜止，可以把它們看成一個整體，設(shè)三角形木塊質(zhì)量為M，則豎直方向受到重力(m1＋m2＋M)g和支持力FN作用處于平衡狀態(tài)，受力如圖所示，水平方向無任何滑動趨勢，因此不受水平面的摩擦力作用，故A、B錯誤；兩個物體有沿斜面對下的運動趨勢，它們受到沿斜面對上的摩擦力，由牛頓第三定律可知兩個物體對三角形木塊有沿斜面對下的摩擦力，故C錯誤，D正確。答案D3.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的豎直擋板MN。在半圓柱體P和MN之間放有一個光滑勻稱的小圓柱體Q，整個裝置處于平衡狀態(tài)，如圖3所示是這個裝置的截面圖。現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，發(fā)覺P始終保持靜止。則在此過程中，下列說法中正確的是()圖3A.MN對Q的彈力漸漸減小B.地面對P的摩擦力漸漸增大C.P、Q間的彈力先減小后增大D.Q所受的合力漸漸增大解析Q的受力狀況如圖甲所示，F(xiàn)1表示P對Q的彈力，F(xiàn)2表示MN對Q的彈力，F(xiàn)2的方向水平向左保持不變，F(xiàn)1的方向順時針旋轉(zhuǎn)，由平行四邊形的邊長改變可知：F1與F2都漸漸增大，故A、C錯誤；由于擋板MN緩慢移動，Q處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，故D錯誤；對P、Q整體受力分析，如圖乙所示，由平衡條件得，F(xiàn)f＝F2＝mgtanθ，由于θ不斷增大，故Ff不斷增大，故B正確。答案B4.(2024·廣東湛江模擬)如圖4所示，三根粗細勻稱完全相同的圓木A、B、C堆放在水平地面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，每根圓木的質(zhì)量為m，截面的半徑為R，三個截面圓心連線構(gòu)成的等腰三角形的頂角∠O1＝120°，若在地面上的兩根圓木剛好要滑動，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不考慮圓木之間的摩擦，重力加速度為g，則()圖4A.圓木間的彈力為eq\f(1,2)mgB.下面兩根圓木對地面的壓力均為eq\f(3,2)mgC.地面上的每根圓木受到地面的作用力為eq\f(3,2)mgD.地面與圓木間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)解析對A進行受力分析，如圖所示，A處于平衡狀態(tài)，合力為零，則有FN2coseq\f(θ,2)＝eq\f(1,2)mg，解得FN1＝FN2＝eq\f(\f(1,2)mg,cos60°)＝mg，故選項A錯誤；對整體受力分析，受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力，由對稱性可知，豎直方向有FNB＝FNC＝eq\f(3,2)mg，故選項B正確；對B進行探討，地面對B的作用力等于地面對B的支持力與地面對B的摩擦力的合力，大于eq\f(3,2)mg，故選項C錯誤；對C，依據(jù)平衡條件得Ff＝FN2sin60°＝mg×eq\f(\r(3),2)＝eq\f(\r(3),2)mg，所以地面對C的摩擦力大小為eq\f(\r(3),2)mg，依據(jù)摩擦力公式Ff＝μFNC，可得μ＝eq\f(Ff,FNC)＝eq\f(\f(\r(3),2)mg,\f(3,2)mg)＝eq\f(\r(3),3)，故選項D錯誤。答案B二、用對稱思想巧解非共面力問題——“科學(xué)思維”之“科學(xué)推理”1.(2024·吉林聯(lián)考)蹦床可簡化為如圖5所示的完全相同的網(wǎng)繩構(gòu)成的正方形，點O、a、b、c等為網(wǎng)繩的結(jié)點。當(dāng)網(wǎng)水平張緊時，若質(zhì)量為m的運動員從高處豎直落下，并恰好落在O點，當(dāng)該處下凹至最低點時，網(wǎng)繩aOe、cOg均成120°向上的張角，此時O點受到的向下的沖擊力為F，則這時O點四周每根網(wǎng)繩的拉力的大小為(重力加速度為g)()圖5A.eq\f(F,4) B.eq\f(F,2)C.eq\f(F＋mg,4) D.eq\f(F＋mg,2)解析設(shè)每根網(wǎng)繩的拉力大小為F′，對結(jié)點O有：4F′cos60°－F＝0，解得F′＝eq\f(F,2)，選項B正確。答案B2.(2024·廣州綜合測試)如圖6是懸繩對稱且長度可調(diào)的自制著陸傘。用該傘掛上重為G的物體進行兩次落體試驗，懸繩的長度l1<l2，勻速下降時每根懸繩的拉力大小分別為F1、F2，則()圖6A.F1<F2 B.F1>F2C.F1＝F2<G D.F1＝F2>G解析物體受重力和n根懸繩拉力作用處于平衡狀態(tài)，由對稱性可知，每條懸繩拉力的豎直分力為eq\f(G,n)，設(shè)繩與豎直方向的夾角為θ，則有Fcosθ＝eq\f(G,n)，解得F＝eq\f(G,ncosθ)，由于無法確定ncosθ是否大于1，故無法確定拉力F與重力G的關(guān)系，選項C、D錯誤；懸繩較長時，夾角θ較小，故拉力較小，即F1>F2，選項A錯誤，B正確。答案B3.(多選)如圖7所示，完全相同的四個足球彼此相互接觸疊放在水平面上，每個足球的質(zhì)量都是m，不考慮轉(zhuǎn)動狀況，下列說法正確的是(重力加速度為g)()圖7A.下面每個球?qū)Φ孛娴膲毫鶠閑q\f(4,3)mgB.下面的球不受地面給的摩擦力C.下面每個球受地面給的摩擦力均為eq\f(\r(3),3)mgD.上面球?qū)ο旅婷總€球的壓力均為eq\f(\r(6),6)mg解析以四個球整體為探討對象，受力分析可得，3FN＝4mg，可知下面每個球?qū)Φ孛娴膲毫鶠镕N′＝FN＝eq\f(4,3)mg，選項A正確；隔離上面球分析，由幾何關(guān)系可得，3F1·eq\f(\r(6),3)＝mg，F(xiàn)1＝eq\f(\r(6),6)mg，選項D正確；隔離下面一個球分析，F(xiàn)f＝F1·eq\f(\r(3),3)＝eq\f(\r(2),6)mg，選項B、C錯誤。答案AD4.如圖8所示，將三個完全相同的光滑球用不行伸長的細線懸掛于O點并處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知球半徑為R，重為G，線長均為R，則每條細線上的張力大小為()圖8A.2G B.eq\f(\r(6),2)GC.eq\f(3,2)G D.eq\f(\r(5),2)G解析本題中O點與各球心的連線以及各球心連線，構(gòu)成一個邊長為2R的正四面體，如圖甲所示(A、B、C為各球球心)，O′