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1、相互作用 阶段素养提升课命题热点考点与题型(1)弹力、摩擦力的方向判断与大小计算。(2)单个物体或者多物体(叠加体模型)的受力分析。(3)动态平衡问题的分析方法。(4)平衡状态中的临界与极值问题。(5)实验:探究弹力与弹簧伸长的关系和验证力的平行四边形定则。(1)选择题:(静态或者动态)多物体组成的系统的受力分析。(2)实验题:单独考查验证力的平行四边形定则。(3)计算题:考查“单个物体在满足特定条件下的运动”或者“多物体系统的运动和牛顿运动定律的综合”。 角度一受力分析及平衡问题【典例1】 (多选)(2016全国卷)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a
2、,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【素养解读】核心素养素养角度具体表现物理观念运动与相互作用观念连接体受力平衡问题科学思维科学推理通过a物块受力平衡确定连结两物块的细绳张力不变科学论证通过对物块b受力分析,正交分解及平衡条件确定b所受支持力和摩擦力的变化【解析】选B、D。由于物块a静止,连接a和b的绳的张力以及绳OO的张力不
3、变,A、C错;对物块b受力分析可知,重力和绳拉力不变,则当F方向不变,大小在一定范围内变化时,水平方向的静摩擦力和竖直方向的支持力也在一定范围内变化,故选B、D。【素养特训】 (2019德阳模拟)如图所示,粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上,现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块,在圆球与地面接触之前。下面的相关判断正确的是()A.水平拉力F逐渐减小B.球对墙壁的压力逐渐减小C.地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大D.地面对长方体物块的支持力逐渐增大【解析】选A。圆球受力情况如图所示由平衡条件得N1=Gtan,N2=,当水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时,增大,所
4、以N1与 N2均增大,根据牛顿第三定律可知,球对墙壁的压力逐渐增大,选项B错误;以圆球和长方体物块整体为研究对象,由竖直方向受力平衡,知地面对物块的支持力等于整体的重力,不发生改变,动摩擦因数不变,则滑动摩擦力不变,选项C、D错误;以长方体物块为研究对象,受到重力、地面的支持力、拉力F、球对物块的压力N2以及滑动摩擦力作用,如图所示由水平方向受力平衡得F+N2sin=f,根据牛顿第三定律可知N2=N2,由于增大,N2增大,f不变,则F减小,选项A正确。角度二实验:验证力的平行四边形定则【典例2】(2017全国卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,
5、最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上,如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一个测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示,F的大小为_N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图甲中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形
6、定则画出它们的合力F合。F合的大小为_N,F合与拉力F的夹角的正切值为_。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。【素养解读】核心素养素养角度具体表现科学探究证据应用“等效替代法”进行探究解释通过平行四边形作图法对比测量值和理论值科学思维科学推理若应用平行四边形定则画出的合力与实际值近似相等,则验证了平行四边形定则质疑创新对实验中出现的误差,要分析原因,敢于质疑,并对实验加以改进【解析】(1)由图乙可得每大格之间有5个小格,所以弹簧测力计的最小分度为0.2 N,故可读出弹簧测力计读数为4.0 N。(2)由已知可得F1所对长度为21 mm,
7、F2所对长度为28 mm,根据平行四边形定则画出合力。如图所示。由图可知F合=4.0 N;F合垂直F的分量为0.2 N,平行于F的分量为4 N,则F合与拉力F夹角的正切值为=0.05。答案:(1)4.0(2)见解析图4.00.05【素养特训】某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有_。A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应
8、沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_。【解析】(1)为了使实验结果更具有普遍性,在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置,A错误;只要这一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可,即O点位置相同,不需要再次重复实验时的O点位置必须相同,B正确;使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,C正确;合力可以大于任一个分力,也可以等于分力,还可以小于任一分力,D错误。(2)A、D实验中选取的力的标度过大,导致画力时,线段太短,不利于实验精确度;B图和C图选用的标度相同,但C中力太小,不利于作平行四边形,故B符合题意。答案:(1)B、C(2)B
