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1、必備考點·素養(yǎng)評價3
素養(yǎng)一 物理觀念
考點彈力和摩擦力
1.彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件和大小:
彈力
靜摩擦力
滑動摩擦力
產(chǎn)生
條件
(1)直接接觸
(2)發(fā)生彈性
形變
(1)接觸且擠壓
(2)接觸面粗糙
(3)有相對運動
趨勢
(1)接觸且擠壓
(2)接觸面粗糙
(3)有相對運動
大小
F=kx
(彈簧滿足
胡克定律)
目前可利用
平衡條件
Ff=μFN
2.彈力和摩擦力的方向:
物理觀念
情境
模型
方向
彈力
斜坡上的物體
垂直于接觸面指向受力物體
桿
過接觸點垂直于接觸面指向受力物體
繩
2、
沿著繩指向繩收縮的方向
摩擦力
水平
與相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反
豎直
傾斜
3.彈力和摩擦力的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:
【學(xué)業(yè)評價】
1.(水平2)如圖所示,某同學(xué)正在用50 g的黑板擦擦黑板。已知黑板擦對黑板的正壓力為8 N,與黑板間的動摩擦因數(shù)為0.4,則黑板擦與黑板間的滑動摩擦力為
( )
A. 0.2 N B. 3.2 N
C. 2 N D. 32 N
【解析】選B。根據(jù)滑動摩擦力公式可知,黑板擦與黑板間的滑動摩擦力為:f=μFN=0.4×8 N=3.2 N,故B正確,A、C、D錯誤。
2.(水平4)
3、如圖所示,物體P放在粗糙水平面上,左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連,物體靜止時彈簧的長度小于原長。若再用一個從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P,直到拉動,那么在P被拉動之前的過程中,彈簧對P的彈力FT的大小和地面對P的摩擦力Ff的大小的變化情況是 ( )
A.彈簧對P的彈力FT始終增大,地面對P的摩擦力Ff始終減小
B.彈簧對P的彈力FT保持不變,地面對P的摩擦力Ff始終增大
C.彈簧對P的彈力FT保持不變,地面對P的摩擦力Ff先減小后增大
D.彈簧對P的彈力FT先不變后增大,地面對P的摩擦力Ff先增大后減小
【解析】選B。物體P始終靜止不動,故彈簧的形變量沒有變化,彈力FT保持不
4、變。由力平衡知F=Ff-FT,力F逐漸增大時,Ff也逐漸增大,故B正確。
素養(yǎng)二 科學(xué)思維
考點1物體的受力分析問題
1.受力分析的步驟:
2.受力分析的方法:
3.受力分析關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:
【學(xué)業(yè)評價】
1.(水平2)如圖所示,在水平力F作用下,木塊A、B保持靜止。若木塊A與B的接觸面是水平的,且F≠0,則關(guān)于木塊B的受力個數(shù)可能是 ( )
A.3個或4個
B.3個或5個
C.4個或5個
D.4個或6個
【解析】選C。木塊B靜止,受到重力、斜面的支持力、A給的壓力作用,木塊A必受到B施加的向右的摩擦力作用,則A對B施加向左的摩擦力作用,斜面對B施加的摩擦
5、力可有可無,故C正確。
2.(水平4)(2019·全國卷Ⅲ)用卡車運輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件,為使工件保持固定,將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上,傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時,圓筒對斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2,則 ( )
A.F1=mg,F2=mg
B.F1=mg,F2=mg
C.F1=mg,F2=mg
D.F1=mg,F2=mg
【解析】選D。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時,圓筒工件受力平衡。對圓筒進(jìn)行受力分析知圓筒受重力G和斜面Ⅰ、Ⅱ的支持力F1′、F2′。將圓筒的重力G沿著垂直于斜面I和垂直于斜面Ⅱ
6、分解,則F1′=mgcos30°=mg,F2′=mgsin30°
=mg。由牛頓第三定律可知斜面對圓筒的支持力與圓筒對斜面的壓力大小相等,方向相反。故F1=mg,F2=mg,D正確。
考點2共點力平衡問題的處理方法
1.處理共點力平衡的四種方法
物理觀念
情境
模型建構(gòu)
方法
靜態(tài)平衡
物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反
合成法
物體受三個共點力的作用而平衡,將其一個力按力的效果分解,則其分力和其他兩個力滿足平衡條件
分解法
物體受到三個或三個以上力的作用時,將物體所受的力分解為相互垂直的兩組,每組都滿足平衡條
7、件
正交分解法
動態(tài)平衡
物體受到三個力作用,一個力不變,另外兩個力方向發(fā)生變化,且滿足平衡條件。
圖解法
2.共點力平衡的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:
【學(xué)業(yè)評價】
1.(水平2)如圖所示,一架無人機(jī)執(zhí)行航拍任務(wù)時正沿直線朝斜向下方向勻速運動。用G表示無人機(jī)重力,F表示空氣對它的作用力,下列四幅圖中能表示此過程中無人機(jī)受力情況的是 ( )
【解析】選B。由于無人機(jī)正沿直線朝斜向下方勻速運動即所受合外力為零 ,所以只有B圖受力可能為零,故B正確。
2.(水平4)如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB,且mA>mB,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?;喌馁|(zhì)量和一切摩擦均不計,如果
8、繩一端由Q點緩慢地向左移到P點,整個系統(tǒng)重新平衡后,物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ的變化情況是 ( )
A.物體A的高度升高,θ角變大
B.物體A的高度降低,θ角變小
C.物體A的高度升高,θ角不變
D.物體A的高度不變,θ角變小
【解析】選C。最終平衡時,繩的拉力F大小仍為mAg,由二力平衡可得2Fsin θ=mBg,故θ角不變,但因懸點由Q到P,左側(cè)部分繩子變長,故A應(yīng)升高,所以C正確。
3.(水平4)如圖所示,能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向成45°角,能承受最大拉力為5 N的細(xì)線OB水平,細(xì)線OC能承受足夠大的拉力,為使OA、OB均不被拉斷
9、,OC下端所懸掛物體的最大重力是多少?
【解析】當(dāng)OC下端所懸掛物體重力不斷增大時,細(xì)線OA、OB所受的拉力同時增大。為了判斷哪根細(xì)線先被拉斷,可選O點為研究對象,其受力情況如圖所示,分別假設(shè)OA、OB達(dá)最大值,看另一細(xì)線是否達(dá)到最大值,從而得到結(jié)果。
假設(shè)OB不會被拉斷,且OA上的拉力先達(dá)到最大值,即F1max=10 N,根據(jù)平衡條件有OB上的拉力
F3=F1maxsin 45°=10× N=7.07 N
由于F3大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐漸增大時,細(xì)線OB先被拉斷。
再假設(shè)OB線上的拉力剛好達(dá)到最大值(即F3max=5 N),處于將被拉斷的臨界狀態(tài)。
根據(jù)平衡條件有
Gmax=F3max=5 N
答案:5 N
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