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1、必備考點(diǎn)·素養(yǎng)評(píng)價(jià)3
素養(yǎng)一 物理觀念
考點(diǎn)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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)
趨勢(shì)
(1)接觸且擠壓
(2)接觸面粗糙
(3)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)
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(guò)接觸點(diǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))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(píng)價(jià)】
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(duì)黑板的正壓力為8 N,與黑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,則黑板擦與黑板間的滑動(dòng)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(dòng)摩擦力公式可知,黑板擦與黑板間的滑動(dòng)摩擦力為:f=μFN=0.4×8 N=3.2 N,故B正確,A、C、D錯(cuò)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(shí)彈簧的長(zhǎng)度小于原長(zhǎng)。若再用一個(gè)從0開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉P,直到拉動(dòng),那么在P被拉動(dòng)之前的過(guò)程中,彈簧對(duì)P的彈力FT的大小和地面對(duì)P的摩擦力Ff的大小的變化情況是 ( )
A.彈簧對(duì)P的彈力FT始終增大,地面對(duì)P的摩擦力Ff始終減小
B.彈簧對(duì)P的彈力FT保持不變,地面對(duì)P的摩擦力Ff始終增大
C.彈簧對(duì)P的彈力FT保持不變,地面對(duì)P的摩擦力Ff先減小后增大
D.彈簧對(duì)P的彈力FT先不變后增大,地面對(duì)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(dòng),故彈簧的形變量沒(méi)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(shí),Ff也逐漸增大,故B正確。
素養(yǎng)二 科學(xué)思維
考點(diǎn)1物體的受力分析問(wèn)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(píng)價(jià)】
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(gè)數(shù)可能是 ( )
A.3個(gè)或4個(gè)
B.3個(gè)或5個(gè)
C.4個(gè)或5個(gè)
D.4個(gè)或6個(gè)
【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(duì)B施加向左的摩擦力作用,斜面對(duì)B施加的摩擦
5、力可有可無(wú),故C正確。
2.(水平4)(2019·全國(guó)卷Ⅲ)用卡車(chē)運(yùn)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(chē)上,傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車(chē)沿平直公路勻速行駛時(shí),圓筒對(duì)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(chē)沿平直公路勻速行駛時(shí),圓筒工件受力平衡。對(duì)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(duì)圓筒的支持力與圓筒對(duì)斜面的壓力大小相等,方向相反。故F1=mg,F2=mg,D正確。
考點(diǎn)2共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的處理方法
1.處理共點(diǎn)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(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡,則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反
合成法
物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡,將其一個(gè)力按力的效果分解,則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件
分解法
物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí),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(dòng)態(tài)平衡
物體受到三個(gè)力作用,一個(gè)力不變,另外兩個(gè)力方向發(fā)生變化,且滿足平衡條件。
圖解法
2.共點(diǎn)力平衡的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:
【學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)】
1.(水平2)如圖所示,一架無(wú)人機(jī)執(zhí)行航拍任務(wù)時(shí)正沿直線朝斜向下方向勻速運(yùn)動(dòng)。用G表示無(wú)人機(jī)重力,F表示空氣對(duì)它的作用力,下列四幅圖中能表示此過(guò)程中無(wú)人機(jī)受力情況的是 ( )
【解析】選B。由于無(wú)人機(jī)正沿直線朝斜向下方勻速運(yùn)動(dòng)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(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì),如果
8、繩一端由Q點(diǎn)緩慢地向左移到P點(diǎn),整個(gè)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(shí),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(diǎn)由Q到P,左側(cè)部分繩子變長(zhǎng),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(shí),細(xì)線OA、OB所受的拉力同時(shí)增大。為了判斷哪根細(xì)線先被拉斷,可選O點(diǎn)為研究對(duì)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(huì)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(shí),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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