第2章 相互作用——力 章末提升创新应用(2)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

章末提升创新应用(二) 授课提示：对应学生用书第45页 新教材人教版必修第一册第三章第2节问题和演示——静摩擦力的大小随拉力的变化(节选部分内容，详细请查阅教材) 问题：探究滑动摩擦力大小 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。 …… 演示：探究静摩擦力大小 把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力的大小等于拉力的大小。 …… 高考链接1　(2018·全国Ⅱ卷)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中Ff4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。 砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力Ff/N 2.15 2.36 2.55 Ff4 2.93 回答下列问题： (1)Ff4＝________N。 (2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出Ff­m图线。 (3)Ff与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为Ff＝________，Ff­m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________。 (4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的Ff­m图线求得μ＝________(保留2位有效数字)。 解析：(1)由图(b)可读出弹簧秤的示数Ff4＝2.75 N。 (3)摩擦力表达式Ff＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg。 (4)图线的斜率k＝＝ N/kg＝3.9 N/kg， 解得μ≈0.40。 答案：(1)2.75 (2)如图所示 (3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40 人类生活离不开“力”，生活中有关力的问题相当多，如教材中提到的“斜坡上的巨石”“传送带运送物品”“斜坡式自动扶梯上的顾客”。生活中这样的例子还有很多，如杂技演员爬竿、机器人手臂抓取物品、电动平衡车载人运动、用斧子把木桩劈开、飘浮在空中的风筝等。这些问题都和三种性质的力及力的合成与分解等力学知识紧密相关。 试题链接2　某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是(　　) A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大 B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小 C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 解析：对玻璃珠受力分析如图所示，其受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力F1和右侧筷子对玻璃珠的弹力F2，在三个力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡可知，两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向，故A、B错误。根据力的平衡，竖直方向有F1sin θ＝G，水平方向有F2＝F1cos θ，联立得F1＝，F2＝，由于θ小于90°，则一定有F1＞G，而F2不一定大于G，故C正确，D错误。 答案：C 试题链接3　如图所示是汽车内常备的两种类型的“千斤顶”，是用于汽车换轮胎的顶升机。甲是“y形”的，乙是“菱形”的，顺时针摇动手柄，使螺旋杆转动，A、B间距离变小，重物P就被顶升起来，反之则可使P下落，若顶升的是汽车本身，便能进行换轮胎的操作了。若物重为G，AB与AC间的夹角为θ，此时两种类型的“千斤顶”中螺旋杆AB的拉力分别为多大？ 解析：对“y形”千斤顶，可建立一个简单的模型。如图a所示，将重物对A处的压力G分解为拉螺旋杆的力F1和压斜杆的力F，作平行四边形，由图可知F1＝G。 对“菱形”千斤顶，根据力的实际作用效果，确定分力的方向，将重物对C处的压力G进行分解，如图b所示，G作用在C点，可分解为两个均为F的分力，F作用在A点，又可分解为F1和F2两个分力，其中F1是对螺旋杆的拉力，由于四边形ACBD是一个菱形，有F2＝F，于是也能求出F1。在C处可得F＝，在A处可得F1＝2Fcos θ，所以F1＝·2cos θ＝G。 答案：均为G 试题链接4　如图所示，风筝借助均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态。图中所示风筝质量为400 g，某时刻风筝平面与水平面的夹角为30°，主线对风筝的拉力与风筝平面成53°角。已知风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10 m/s2。 (1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小； (2)若拉着风筝匀速运动时，主线与水平面成53°角保