第二章 综合探究 素养提升-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考物理新编大一轮总复习（人教版）

一、生活实践类问题情境 有关力、平衡问题在生活中无处不在。交通出行处处离不开受力，离不开平衡；生活起居处处涉及受力，涉及平衡。工厂生产、工地建筑、科学研究、特殊事件等等，无不涉及平衡问题。随着高考命题对应用性要求的加强，以生产、生活情景为背景，考查平衡问题会是高考命题的热点之一。 情境1　日常生活类 　 (多选)如图所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过前后调节支架将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是(　　) A．灯头对支架的压力方向竖直向下 B．整个台灯所受的合力为零 C．台灯受到水平向右的摩擦力 D．若将灯头向前调节一点(台灯未倒)，则桌面对台灯的支持力将变小 [解析]　灯头对支架的压力方向垂直于接触面向下，桌面水平，故方向竖直向下，A正确；台灯处于静止状态，处于平衡状态，整个台灯所受的合力为零，B正确；台灯静止，且水平方向上没有运动趋势，故不受摩擦力，C错误；将灯头向前调节一点(台灯未倒)，仍然保持平衡状态，桌面对台灯的支持力仍等于台灯的重力大小，故不变，D错误。 [答案]　AB 1．(2022·伊犁模拟)如图所示为某粮库输送小麦的示意图。麦粒离开传送带受重力作用在竖直方向上掉落后，形成圆锥状的麦堆。若麦堆底面半径为r，麦粒之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑麦粒的滚动。则形成的麦堆的最大高度为(　　) A．　　　　　　　 B．rμ C．×r D．×r 解析　设麦堆最大高度为h，此时麦堆母线与底面之间的夹角为α，侧面上的麦粒恰好不下滑，则有mgsin α＝μmgcos α，又由几何关系有tan α＝，解得h＝rμ，故选B。 答案　B 2．(多选)(2022·济宁模拟)如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是(　　) A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑 B．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变大 C．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小 D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 解析　檩条给瓦片的支持力如下图所示。 两檩条给瓦片的支持力与檩条垂直向上的夹角为α，则有2Fcos α＝mgcos θ，减小檩条间的距离d时，夹角α变小，则两檩条给瓦片的支持力F变小，故瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能下滑，故A、C正确，B错误；由以上分析可知，增大檩条间的距离d时，夹角α变大，瓦片与檩条间的弹力变大，最大静摩擦力变大，则瓦片不可能下滑，处于静止状态，则根据平衡条件可知，瓦片与檩条间的摩擦力将总等于mgsin θ保持不变，故D错误。 答案　AC 情境2　体育、娱乐类 　在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑。又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录。将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。关于此过程的表述正确的是(　　) A．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大 B．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小 C．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大 D．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小 [解析]　根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，A、B错误；手臂对杠铃的作用力大小为F，手臂与横杠之间的夹角为θ，杠铃的重力为G，根据平衡条件可得2Fsin θ＝G，由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的θ角越小，则F变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C正确，D错误。 [答案]　C 3. (2022·永州高三阶段练习)(多选)抖空竹是中国传统文化苑中一株灿烂的花朵。如图所示是表演抖空竹时的动作，假设空竹是光滑的，不考虑空竹的转动，某时刻表演者两手水平，则表演者在缓慢完成以下动作时，下列说法正确的是(　　) A．左手不动，右手竖直向下移动一小段距离，绳子拉力大小变小 B．左手不动，右手竖直向上移动一小段距离，绳子拉力大小不变 C．在同一水平面内，两手之间距离越小，绳子拉力越小 D．在同一水平面内，两手之间距离越大，绳子拉力越小 解析　设两手水平距离为d，两段绳长分别为L1、L2，绳子总长为L，两段绳子与竖直方向的夹角为α，根据几何知识d＝L1sin α＋L2sin α，L1＋L2＝L，解得sin α＝。设绳子拉力为F，空竹重力为G，根据平衡条件2Fcos α＝G，解得F＝。根据sin α＝，左手不动，无论右手竖直向下移动一小段距离，还是竖直向上移动一小段距离，绳子与竖直方向的夹角α不变，根据F＝，