第三章 章末核心素养提升（课件）-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

* @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 章末核心素养提升 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 科学思维 一、应用整体、隔离法解决平衡问题 [例1] 如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则(　　) A.b对c的摩擦力一定减小 B.地面对c的摩擦力为零 C.地面对c的摩擦力方向一定向右 D.地面对c的摩擦力一定减小 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 解析　以b为研究对象，设a、b的重力分别为Ga、Gb，若Ga<Gbsin θ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件，有f＝Gbsin θ－Ga，在a中的沙子缓慢流出的过程中，Ga减小，则摩擦力增加；若Ga>Gbsin θ，b受到c的摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件，有f＝Ga－Gbsin θ，在a中的沙子缓慢流出的过程中，Ga减小，故摩擦力先减小再反向增大，故A错误；以bc整体为研究对象，根据平衡条件得知水平面对c的摩擦力的大小为f＝Tcos θ＝Gacos θ，方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，水平面对c的摩擦力的大小在减小，故D正确，B、C错误。 答案　D * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 [针对训练1] 一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示。设每只灯笼的质量均为m。则自上往下第二只灯笼与第三只灯笼间的悬绳对第三只灯笼的拉力大小为(　　) A.2eq \r(3)mg B.eq \f(2\r(3),3)mg C.eq \f(8\r(3),3)mg D.8mg * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 答案　A 解析　以下面三只灯笼整体为研究对象，进行受力分析，如图所示。竖直方向有FTcos 30°＝3mg，得FT＝eq \f(3mg,cos 30°)＝2eq \r(3)mg，故选项A正确。 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 二、平衡问题中的临界极值问题 1.临界问题 (1)问题界定：物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态，涉及临界状态的问题为临界问题。 (2)问题特点 ①当某物理量发生变化时，会引起其他几个物理量的变化。 ②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。 (3)分析方法：基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 2.极值问题 (1)问题界定：物体平衡的极值问题，一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。 (2)分析方法 ①解析法：根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。 ②图解法：根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 [例2] 如图所示，物体的质量为5 kg，两根轻细绳AB和AC的一端固定于竖直墙上，另一端系于物体上(∠BAC＝θ＝60°)，在物体上另施加一个方向与水平线也成θ角的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)。 解析　设AB绳的拉力为F1，AC绳的拉力为F2，对A由平衡条件有 Fcos θ－F2－F1cos θ＝0 Fsin θ＋F1sin θ－mg＝0 * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 要使两绳都能伸直，则有F1≥0，F2≥0， 可得F＝－F1 或F＝＋。 则F取最大值Fmax＝＝ N F取最小值Fmin＝＝ N， F大小的取值范围为eq \f(50\r(3),3) N≤F≤eq \f(100,3) eq \r(3) N。 答案　 N≤F≤ N * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 [针对训练2] 如图所示，斜面的倾角θ＝30°，A、B用跨过滑轮O的轻绳相连，且OA段与斜面平行，物体A所受的重力GA＝10 N，A与斜面间的最大静摩擦力Ff＝3.46 N。为了使A能静止在斜面上，物体B所受的重力GB应在什么范围内？(绳与滑轮间的摩擦不计) * @《创新设计》 学科素养提升 知识网络构建 科学态度与责任 一、摩擦力在生活中的应用 [例3] 早期有两款自行车曾引起大家的注意。一款是将脚踏板直接安在前轮上骑行，如图甲所示；另一款是无脚踏链条靠骑车者两脚在地上交替划着走，如图乙所示。下列关于这两款自行车在正常向前骑行过程中前后轮所受地面摩擦力方向的叙述中，正确的是(　　) * @《创新设计》