第二章 素养提升课(二)-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

力的平衡在高考中的应用 授课提示：对应学生用书第51页 　如图所示，钉子A和小定滑轮B均固定在竖直墙面上，它们相隔一定距离且处于同一高度，细线的一端系有一小沙桶D，另一端跨过定滑轮B与动滑轮C固定在钉子A上。质量为m的小球E与轻质动滑轮C固定连接。初始时整个系统处于静止状态，滑轮C两侧细线的夹角为74°。现缓慢地往沙桶添加细沙，当系统再次平衡时，滑轮C两侧细线的夹角为106°。不计一切摩擦，取cos 37°＝0.8，cos 53°＝0.6，则此过程中往沙桶D中添加的细沙质量为(　　) 　　　　　　　　　　　　　 A．m B． C．m D．m [解析]　本题考查利用物体的平衡解决滑轮问题。设初始时沙桶和细沙的质量为m1，再次平衡时沙桶和细沙的质量为m2，则添加细沙前后根据平衡条件有m1g cos 37°＝mg，m2g cos 53°＝mg，解得m2＝m，m1＝m，则Δm＝m2－m1＝m，选项C正确。 [答案]　C 　(多选)如图甲所示，笔记本电脑底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4(如图乙所示)，电脑始终处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A．电脑受到的支持力变大 B．电脑受到的摩擦力变大 C．散热底座对电脑的作用力的合力不变 D．电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力 [解析]　电脑在散热座上受到重力、散热座的支持力和摩擦力的作用保持平衡状态，受力分析如图所示， 根据平衡状态的条件可得，摩擦力大小f＝mg sin θ，支持力大小N＝mg cos θ，当由卡位1调至卡位4时，倾角θ变小，则电脑受到的摩擦力变小，支持力变大，故A正确，B错误；支持力与摩擦力的合力始终不变，合力大小等于电脑的重力，但不是电脑受到的支持力与摩擦力的大小之和等于其重力，故C正确，D错误。 [答案]　AC 　如图所示，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(　　) 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＝F cos 53°＝mg，弹簧b的弹力F2＝F sin 53°＝mg，根据胡克定律有x＝，则a、b两弹簧的伸长量之比＝＝，故选B。 [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。 相互作用是高中物理的核心内容之一，也是高考考查的重点，从高考命题角度看，该专题主要呈现如下特点。 1．注重对物理方法的考查 考题示例 考查内容 考查方法 2020年 全国卷ⅢT17 双绳挂物的共点力的平衡 共点力的平衡 2019年 全国卷ⅠT19 与连接体相关的动态平衡问题 图解法 2019年 全国卷ⅡT16 物体在轻绳拉动下沿斜面匀速运动 正交 分解法 2019年 全国卷ⅢT16 卡车上圆筒状工件在两个光滑斜面之间平衡 力的合成与分解 2024年对物体的受力分析进行考查的题目可能会增加，该内容也可能渗透在电磁学知识中进行考查，涉及对整体法和隔离法的应用，可能涉及力的动态分析。 2．注重对建模能力的考查 解题时往往结合实际情况对物体进行受力分析、对力进行合成与分解，这就需要对物理问题建立模型，2024年高考对建模能力的考查仍会延续。 1.两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为120°，如图所示，用轻绳将两球与质量为m2的小球连接，绳与杆恰好构成一个菱形，则m1∶m2为(　　) A．∶2 B．1∶ C．1∶2 D．1∶1 解析：将小球m2的重力按效果根据平行四边形定则进行分解如图所示， 由几何知识得：T＝m2g，对m1进行受力分析，由平衡条件可知，在沿杆的方向有：m1g sin 30°＝T sin 30°，得T＝m1g，所以m1∶m2＝1∶1，选项D正确。 答案：D 2．如图，在跨过光滑定滑轮的轻绳拉动下，木箱从距滑轮很远处沿水平地面向右匀速运动。已知木箱与地面间的动摩擦因数为，木箱始终在地面上。则整个过程中拉力F的大小变化情况是(　　) A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．一直减小 D．一直增大 解析：对木箱受力分析，如图所示，无论F如何变化，支持力与摩擦力的合力