学科核心素养二 相互作用-（讲义）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第二章 相互作用 学科核心素养二 一、“整体法”和“隔离法”处理连接体平衡 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1】 (多选)如图所示,质 量分别为m1、m2 的A、B 两个物体通过轻弹簧连 接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速 直线运动,力F 与水平方向成θ角。则A 所 受支持力FN 和摩擦力Ff正确的是 ( ) A.FN=m1g+m2g-Fsin θ B.FN=m1g+m2g-Fcos θ C.Ff=Fcos θ D.Ff=Fsin θ 【解析】 对 A、B 和轻弹簧组成 的系统受力分析如图,由平衡条 件知,水平方向Ff=Fcos θ,竖直 方向FN+Fsin θ=m1g+m2g, 得FN=m1g+m2g-Fsin θ,选 项 A、C 正确。 【答案】 AC 【例2】 如图,光滑球A与粗 糙半球B放在倾角为30° 的斜面C上,C放在水平 地面上,均处于静止状态。若A与B的半径 相等,A的质量为2m,B的质量为m,重力 加速度大小为g,则 ( ) A.C对A的支持力大小为 3mg B.C对B的摩擦力大小为 1 2mg C.B对A的支持力大小为 23 3 mg D.地面对C的摩擦力大小为 3 6mg 【解析】 由几何关系可知,C对 A的支持 力、B对A的支持力与A的重力的反向延长 线的夹角都是30°,由平衡条件可知FBA= FCA= GA 2cos 30°= 23mg 3 ,故C正确,A错误; 以A、B整体为对象,沿斜面方向静摩擦力与 重力的分力平衡,所以C对B的摩擦力大小 为Ff=(GA+GB)sin 30°= 3mg 2 ,故B错误; 以A、B、C整体为对象,水平方向不受力,所 以地面对C的摩擦力大小为0,故D错误。 【答案】 C 二、力合成与分解思想的重要应用 在日常生活中的许多问题中涉及力的合成 与分解,如斧锋、刀刃做成楔形,工厂里的传送 带经常用三角皮带,工地运送砖块等。因此同 学们在学习“力的合成和分解”知识时,多留心 观察身边的事物和现象,培养运用所学知识分 析解决日常生活中经常遇到的问题的能力。 【例3】 (多选)如图a为我们生活中斧子劈开树 桩的实例,树桩容易被劈开是因为楔形的斧 锋在砍进木桩时会产生很大的侧向压力。 为了分析斧子对木桩的侧向压力,可简化成 如图b所示,已知斧子是竖直向下且对木桩 施加一个竖直向下的力F,斧子楔形的夹角 为θ,不计斧子的重力,则 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 051 hh A.斧子对木桩的侧向压力大小为 F 2sin θ 2 B.斧子对木桩的侧向压力大小为 F 2sin θ C.当斧锋夹角θ越大时,斧子对木桩的侧向 压力越大 D.当斧锋夹角θ越小时,斧子对木桩的侧向 压力越大 【解析】 选斧子为研究对象,斧子受到的力 有竖直向下的力F 和两侧给它的与斧子的 斜面垂直的弹力,由于斧子处于平衡状态, 所以两侧给它的与斧子的斜面垂直的弹力 与F 沿两侧分解的分力是相等的,则F= 2F1sin θ 2 ,所 以 F1= F 2sin θ 2 ,故 A 正 确, B错误;根据以上公式分析,当斧锋夹角θ越 小时,斧子对木桩的侧向压力越大,故C错 误,D正确。 【答案】 AD 【例4】 (多选)明朝谢肇淛的 《五杂组》中记载:“明姑苏 虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一 游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天 将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经 月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰 三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一 力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力 FN,则 ( ) A.若F 一定,θ大时FN 大 B.若F