必修1 第二章 核心素养提升-2022新高考物理【步步高】大一轮复习讲义题库（粤教版 广东）配套word

1.科学思维(整体法、隔离法在平衡问题中的应用) 1.整体法与隔离法 方法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 2.整体法 整体法是研究力学问题的重要方法，它将几个相互关联的物体看成一个整体(系统)，把这一整体作为研究对象。这种研究方法与隔离法各有长处，如果不求系统的内力，则用整体法更简便。 3.基本思路 ―→―→ ―→―→ 【典例】 (2019·杭州七校联考) 图1 如图1所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接(细线的质量不计)，甲球用细线悬挂在天花板上。现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧。则平衡时两球的可能位置是下面的 (　　) 解析　用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到竖直向下的重力mg，水平向右的拉力F，细线2的拉力F2。要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜。选项A正确。 答案　A 【提升练1】 把【典例】图中的乙球放在光滑的斜面上，系统保持静止(线的质量不计)，以下图示正确的是(　　) 答案　B 【提升练2】 在【典例】中，如果作用在乙球上的力大小为F，作用在甲球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是(　　) 解析　将甲、乙两个小球作为一个整体，受力分析如图所示，设上面的绳子与竖直方向的夹角为α，则根据平衡条件可得tan α＝，可得β>α，因此甲球在竖直线的右侧，而乙球在竖直线的左侧，选项C正确。；再单独研究乙球，设下面的绳子与竖直方向的夹角为β，根据平衡条件可得tan β＝ 答案　C 【提升练3】 在【典例】中，用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，如图2所示，重力加速度为g，则F达到最小值时Oa绳上的拉力大小为(　　) 图2 A.mg B.mg C.mgmg D. 解析　以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，如图所示，根据平衡条件得知：F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F有最小值，根据平衡条件得F＝2mgsin 30°＝mg，FT＝2mgcos 30°＝mg，选项A正确。 答案　A 2.科学思维(数学方法在平衡中的应用) 解直角三角形法 当物体只受三个力作用，且这三个力经过转换可以构成直角三角形时，常根据边角关系，利用三角函数求解。 【典例1】 如图3所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上。当小球静止时，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°。已知a、b的劲度系数分别为k1、k2，sin 53°＝0.8，则a、b两弹簧的伸长量之比为(　　) 图3 A. 　　 B. C. 　　 D. 解析　作出小球的受力分析图如图所示，根据平衡条件有F＝mg，弹簧a的弹力F1＝Fcos 53°＝，选项B正确。＝＝，则a、b两弹簧的伸长量之比为mg，根据胡克定律有x＝mg，弹簧b的弹力F2＝Fsin 53°＝ 答案　B 核心素养解读 以轻弹簧为载体，创设三力平衡的情境，通过受力分析，运用共点力的平衡条件，采用力的合成法或力的分解法，解决实际问题，促进相互作用观念的形成，体现了对“物理观念”的考查；另外，对质点、轻弹簧模型的建构，对实际情境的分析综合、推理，结合数学方法进行求解，体现了对“科学思维”的考查。 相似三角形法 在共点力平衡问题中，常会出现力三角形和几何三角形相似的情况，准确作图、仔细观察、灵活选用相似三角形的边角关系是解题的关键。 【典例2】 (2019·河北石家庄模拟)如图4所示，竖直墙壁上固定有一个光滑的半圆形支架(AB为直径)，支架上套着一个小球，轻绳的一端P悬于墙上某点，另一端与小球相连。已知半圆形支架的半径为R，轻绳长度为L，且R＜L＜2R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓慢下移至A点，此过程中轻绳对小球的拉力F1及支架对小球的支持力F2的大小变化情况为(　　) 图4 A.F1和F2均增大 B.F1保持不变，F2先增大后减小 C.F1先减小后增大，F2保持不变 D.F1先增大后减小，F2先减小后增大 解析　小球受重力、绳的拉力和支架提供的支持力，由于平衡，三个力可以构成矢量三角形，如图所示，根据平衡条件，该矢量三角形与几何三角形POC相似，故G，当P点下