第2章 相互作用 章末核心素养提升（word教师用书）-【状元桥】2023高考物理一轮总复习(老教材 新高考)

章末核心素养提升 (见复习讲义P43) 一、物理建模能力的培养 1．轻杆、轻绳和轻弹簧的模型问题 模型 轻杆 轻绳 轻弹簧 模 型 特 点 图示 形变特点 只能发生微小形变 柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等 既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等 方向特点 不一定沿杆，固定杆中可以是任意方向 只能沿绳，指向绳收缩的方向 沿弹簧轴线，与形变方向相反 作用效果特点 可以提供拉力、支持力 只能提供拉力 可以提供拉力、支持力 大小突变特点 可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 解决三种模型问题时应注意的事项： (1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型． (2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态． (3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态． 【例题1】 (2022·山东夏津一中摸底)如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，重力加速度为g，则下列叙述正确的是(　　) A．小球A、B受到的拉力FTOA与FTOB相等，且FTOA＝FTOB＝mg B．弹簧弹力大小为mg C．A球质量为m D．光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg 答案　C 解析　隔离小球B，对小球B受力分析，如图所示，根据共点力平衡得，水平方向有FTOBsin 45°＝F，竖直方向有FTOBcos 45°＝mg，则弹簧弹力F＝mg，根据定滑轮的特性知FTOA＝FTOB＝mg，选项A、B错误；对A受力分析，如图所示，由几何关系可知拉力FTOA和支持力FN与水平方向的夹角相等，夹角为60°，则FN和FTOA相等，有2FTOAsin 60°＝mAg，解得mA＝m，由对称性可得FN＝FTOA＝mg，选项C正确，D错误． 2．轻绳套轻环的动态平衡模型 物理的学习特别强调分析、推理和建模能力的培养，特别是对于题目隐含条件的挖掘，找到解决问题的突破口，此称为破题能力．在本章有一类典型的共点力平衡问题，即轻绳套光滑轻环的动态平衡分析问题，如图所示． 绳上套的是光滑轻环，作用在绳上形成“活结”，此时绳上的拉力处处相等，平衡时与水平面所成夹角相等，即α＝β.当动点P移至P′时，绳长保持不变，夹角α＝β也保持不变，Q移至Q′，这与绳“死结”模型截然不同． 此类问题破题关键有两点： (1)不计轻环与绳间的摩擦时，左右两段绳中张力相等，左右两段绳与竖直方向的夹角也相等． (2)绳总长度l不变时，sin θ＝，绳中张力和绳与竖直方向的夹角θ随两悬点水平距离d的变化而变化． 【例题2】(2021·四川南山中学月考)如图所示，轻绳OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圆环，一根系着物体的轻绳穿过圆环后，另一端固定在墙上B点，且OB处于水平．现将A点缓慢沿天花板水平向右移动，且OB段的轻绳始终保持水平，则OA、OB段轻绳所受的拉力的大小FTA、FTB的变化情况是(　　) A．FTA增大，FTB不变 B．FTA、FTB均不变 C．FTA不变，FTB增大 D．FTA、FTB均减小 答案　B 解析　因为圆环光滑，则OC、OB段轻绳所受的拉力的大小FTC、FTB始终相等，且等于物体的重力；又OB段轻绳始终保持水平，OC段轻绳始终保持竖直，则A点缓慢右移，圆环也随之右移，θ不变，由平衡条件可知OA段轻绳上所受的拉力不变，选项B正确． 二、科学思维能力的培养 “整体法”和“隔离法”处理连接体平衡问题 整体法 隔离法 概念 将处于平衡状态或加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将单个物体作为研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 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 注意 事项 ①受力分析时不要再考虑系统内部物体间的相互作用； ②整体法和隔离法有时需要交叉使用 一般隔离受力较少的物体 【例题3】(2020·山东)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行．A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　　) 　　　　　　　　　　　　　 A. B． C. D． 答案　C 解析　根据题述，物块A、B刚要滑动，可知A、B之间的摩擦力FfAB＝μmgcos 45°，B与木板之间的摩擦力F