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1、核心素养微专题,第三章,一、科学思维整体法和隔离法在摩擦力类问题中,的应用,【典例】,(,多选,),如图所示,甲、乙两,物体用压缩的轻质弹簧连接,静止于,倾角为的粗糙斜面体上,斜面体始,终保持静止,则下列判断正确的是,(,),世纪金榜导学号,28974090,A.,物体甲一定受到,4,个力的作用,B.,物体甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下,C.,物体乙所受的摩擦力不可能为零,D.,水平面对斜面体无摩擦力作用,【正确解答】,选,C,、,D,。若压缩的弹簧对甲向上的弹力,大小恰好等于甲的重力沿斜面向下的分力,则甲只受三,个力作用,A,、,B,错误,;,因弹簧对乙有沿斜面向下的弹力,乙的重力也有沿斜
2、面向下的分力,故乙一定具有向下运,动的趋势,乙一定受到沿斜面向上的摩擦力作用,C,正确,;,取甲、乙和斜面为一整体分析受力,由水平方向合力为,零可得,水平面对斜面体无摩擦力作用,D,正确。,【方法技巧】,应用整体法与隔离法求解摩擦力类问题的思路,(1),根据接触面性质、物体的受力情况和运动状态,分,析各部分之间是否存在摩擦力。,(2),应用整体法研究整体与外界之间摩擦力的大小及方,向。,(3),应用隔离法研究整体各部分物体间摩擦力的大小和,方向。,(4),由于整体与部分的相对性,整体法与隔离法可以交,替使用。,【类题训练】,(,多选,),如图所示,物体,A,、,B,叠放在水平面上,水平力,F,
3、作用在,A,上,使二者一起向右做匀速直线运动,下列说法,正确的是,(,),A.A,、,B,之间无摩擦力,B.A,受到的摩擦力水平向右,C.B,受到,A,的摩擦力水平向右,D.,地面对,B,的摩擦力为滑动摩擦力,水平向左,【解析】,选,C,、,D,。对,A,来说,它在水平方向上受到向右,的,F,而匀速运动,由平衡条件可知,A,必然受到沿,A,、,B,接,触面向左的静摩擦力,故,A,不对。,A,受到沿,A,、,B,接触面向,左的静摩擦力,故,A,对,B,的静摩擦力向右,故,B,不对,C,对。,以整体为研究对象,地面对,B,的摩擦力为滑动摩擦力,水,平向左,D,对。,【补偿训练】,水平地面上倾角为,
4、30,的斜面上,有一个质量为,m=3.0 kg,的小物体。,小物体与轻绳相连,绳的另一端跨,过光滑的定滑轮悬挂着一个质量为,M=2.0 kg,的物体,如,图所示,两物体和斜面均处于静止状态。关于物体,m,的,受力判断,(,取,g=10 m/s,2,),下列说法正确的是,(,),A.,斜面对物体的摩擦力大小为零,B.,斜面对物体的摩擦力大小为,5 N,方向沿斜面向上,C.,斜面对物体的作用力为,30 N,方向竖直向上,D.,地面对斜面的摩擦力为零,【解析】,选,D,。对,m,受力分析可知,mgsin30,+f=Mg,计,算得出斜面对物体的摩擦力大小为,f=5 N,方向沿斜面,向下,A,、,B,错
5、误,;,斜面对物体的支持力,N=mgcos30,=,15 N,斜面对物体的作用力为支持力和摩擦力的,合力,大小为,方向向左上,C,错误。,研究整体,地面对斜面的摩擦力为零,D,正确。,3,2,2,5,15,3,N,10,7 N,?,?,（,）,二、科学思维图解法在动态平衡类问题中的应用,【典例】,(,多选,),如图所示,用与竖直方向成角,(45,),的倾斜轻绳,a,和水平轻绳,b,共同固定一个小球,这时绳,b,的拉力为,T,1,现保持小球在原位置不动,使绳,b,在原竖直平面内逆时针转过角,绳,b,的拉力为,T,2,再逆,时针转过角固定,绳,b,的拉力为,T,3,则,(,),世纪金榜导学号,28
6、974091,A.T,1,=T,3,T,2,B.T,1,T,2,T,3,C.T,1,=T,3,T,2,D.,绳,a,的拉力减小,【正确解答】,选,A,、,D,。以小球为研究,对象,分析受力,:,重力,a,、,b,两绳的拉力,T,1,、,T,2,。根据平衡条件得知,T,1,和,T,2,的,合力方向竖直向上,大小与重力相等,保持不变,作出,b,绳在三个不同位置时,两个拉力的变化,如图,可得,到,T,1,=T,3,T,2,。由图看出,绳,a,的拉力减小。故,A,、,D,正,确。,【方法技巧】,应用图解法分析动态平衡类问题的思路,(1),确定研究对象,作出受力分析图。,(2),明确三力的特点,哪个力不
7、变,哪个力变化。,(3),将三力的示意图首尾连接,构造出矢量三角形,或将,某力根据其效果进行分解,画出平行四边形。,(4),根据已知量的变化情况,确定有向线段,(,表示力,),的,长度变化,从而判断各个力的变化情况。,【类题训练】,质量为,m,的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间,如图所示。当挡板位置由竖直沿逆时针转至水平的过,程中,斜面和挡板对圆球的弹力大小的变化,(,),A.,斜面的弹力由零逐渐变大,B.,斜面的弹力由,mg,逐渐变小,C.,挡板的弹力先变大后变小,D.,挡板的弹力先变小后变大,【解析】,选,D,。以圆球为研究对象,将重力按效果进行,分解,如图所示。当挡板位置为竖直时,对
8、挡板的压力,大小和对斜面的压力大小如图中,F,N1,、,F,N1,所示,当挡,板缓慢地转至垂直斜面位置时,两分力的大小和方向如,图中,F,N3,、,F,N3,所示,F,N4,、,F,N4,为挡板由垂直斜面位置,向水平位置旋转过程中两分力的大小和方向,由图可以,看出球对斜面的力由,不断减小,对挡板的力先减,小再增大,故,D,项正确。,mg,cos,?,【补偿训练】,如图所示,杆,BC,的,B,端用铰链固定在竖直墙上,另一端,C,为一滑轮。重物,G,上系一绳经过滑轮固定于墙上,A,点处,杆恰好平衡。若将绳的,A,端沿墙缓慢向下移,(BC,杆、滑,轮、绳的质量及摩擦均不计,),则,(,),A.,绳的
9、拉力增大,BC,杆受绳的压力增大,B.,绳的拉力不变,BC,杆受绳的压力增大,C.,绳的拉力不变,BC,杆受绳的压力减小,D.,绳的拉力不变,BC,杆受绳的压力不变,【解析】,选,B,。选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,对其受力分析,如图所示。绳中的弹力大小相等,即,F,T1,=F,T2,=G,C,点处于三力平衡状态,将三个力的示意图平,移可以组成闭合三角形,如图中虚线所示,设,AC,段绳子,与竖直墙壁间的夹角为,则根据几何知识可知,F=,2Gsin,当绳的,A,端沿墙缓慢向下移时,绳的拉力,不变,增大,F,也增大,根据牛顿第三定律知,BC,杆受绳,的压力增大,B,正确。,2,?,三、科学探究
10、探究弹力与弹簧伸长的关系,【典例】,(2018郑州高一检测,),在“探究弹力和弹簧,伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分,别挂在竖直弹簧下端进行测量,根据实验所测数据,利,用描点法作出了所挂钩码的重力,G,与弹簧总长,L,的关系,图象,根据图象回答以下问题。,世纪金榜导学号,28974092,(1),弹簧的原长为,_cm,。,(2),弹簧的劲度系数为,_N/m,。,(3),分析图象,总结出弹力,F,跟弹簧,长度,L,之间的关系式为,_,。,(L,用,m,为单位,),【正确解答】,(1),当所挂钩码的重力为零时,弹簧的长度,即为原长,由题图可知,弹簧的原长为,10 cm,。,(2),
11、弹簧的劲度系数,k=,(3)F=kx=k(L-L,0,)=1 000(L-0.10)N,答案,:,(1)10,(2)1 000,(3)F=1 000(L-0.10)N,2,F,F,40,0,N,/,m,1 000 N,/,m,x,x,14,10,10,?,?,?,。,（,）,【方法技巧】,实验原理和数据处理方法,1.,实验原理,:,胡克定律,F=kx,。,2.,数据处理方法,:,列表法和数形结合法。,3.,注意事项,:,(1),弹簧发生形变时必须在弹性限度内。,(2),测量弹簧长度时,一定在把弹簧竖直悬挂且处于平,衡状态时测量。,(3),描点画线时一定让尽量多的点落在曲线上,不在曲,线上的点均
12、匀分布在曲线的两侧。,【类题训练】,1.(2018淄博高一检测,),为了探索弹,力和弹簧伸长的关系,某同学选了甲、,乙两根规格不同的弹簧进行测试,根,据测得的数据绘出如图所示图象。,(1),从图象上看,该同学没能完全按照实验要求做,从而,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为,_,_,。,(2),甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为,_N/m,和,_N/m;,若要制作一个精确程度较高的弹簧测力,计,应选弹簧,_,。,【解析】,根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的弹力与,形变量成正比,故,F-x,图是直线,向上弯曲的原因是超,出了弹性限度,注意该图象中纵坐标为伸长量,横坐标,为拉力,斜率的倒数为劲度
13、系数,由此可求出,k,甲,=,66.7 N/m,k,乙,=200 N/m,因为甲的劲度系数小,因其精,度高。,答案,:,(1),超过弹簧的弹性限度,(2)66.7,200,甲,2.,某实验小组在探究弹力与弹簧伸长量的关系时,先,把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长,L,0,=,4.6 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加,一个钩码均记下对应的弹簧长度,x,数据记录如表所示。,钩码个数,1,2,3,4,5,弹力,F/N,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,弹簧长度,x/cm,7.0,9.0,11.0,13.0,15.0,(1),根据表中数据在图中作出,F-x,图线。,(2),由此图线可得,该弹簧劲度系数,k=_N/m,。,(3),图线与,x,轴的交点坐标大于,L,0,的原因是,_,_,。,【解析】,(1),如图所示。,(2),根据胡克定律,F=kx,可得,k=50 N/m,。,(3),图线与,x,轴的交点坐标为弹簧竖直悬挂且没挂钩码,时的长度,因受自身重力影响,大于其平放在桌面上时测,量出的原长,L,0,。,答案,:,(1),见解析图,(2)50,(3),弹簧自身重力的影响,F,x,?,?,
