高中物理：核心素养提升.doc

一、整体法、隔离法在平衡问题中的应用——“科学思维”之“科学推理” 1.如图1所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上。现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧。则平衡时两球的可能位置是下面的 (　　) 图1 解析　用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg，水平向右的拉力F，细线2的拉力F2。要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜。选项A正确。 答案　A 2.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体，m1>m2，如图2所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则 (　　) 图2 A.粗糙水平面对三角形木块有水平向右的摩擦力 B.粗糙水平面对三角形木块有水平向左的摩擦力 C.质量为m1的物体对三角形木块有沿斜面向上的摩擦力 D.质量为m2的物体对三角形木块有沿斜面向下的摩擦力 解析　由于三角形木块和斜面上的两物体都静止，可以把它们看成一个整体，设三角形木块质量为M，则竖直方向受到重力(m1＋m2＋M)g和支持力FN作用处于平衡状态，受力如图所示，水平方向无任何滑动趋势，因此不受水平面的摩擦力作用，故A、B错误；两个物体有沿斜面向下的运动趋势，它们受到沿斜面向上的摩擦力，由牛顿第三定律可知两个物体对三角形木块有沿斜面向下的摩擦力，故C错误，D正确。 答案　D 3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图3所示是这个装置的截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止。则在此过程中，下列说法中正确的是(　　) 图3 A.MN对Q的弹力逐渐减小 B.地面对P的摩擦力逐渐增大 C.P、Q间的弹力先减小后增大 D.Q所受的合力逐渐增大 解析　Q的受力情况如图甲所示，F1表示P对Q的弹力，F2表示MN对Q的弹力，F2的方向水平向左保持不变，F1的方向顺时针旋转，由平行四边形的边长变化可知：F1与F2都逐渐增大，故A、C错误；由于挡板MN缓慢移动，Q处于平衡状态，所受合力为零，故D错误；对P、Q整体受力分析，如图乙所示，由平衡条件得，Ff＝F2＝mgtan θ，由于θ不断增大，故Ff不断增大，故B正确。 答案　B 4.(2019·广东湛江模拟)如图4所示，三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上，处于静止状态，每根圆木的质量为m，截面的半径为R，三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1＝120°，若在地面上的两根圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g，则(　　) 图4 A.圆木间的弹力为eq \f(1,2)mg B.下面两根圆木对地面的压力均为eq \f(3,2)mg C.地面上的每根圆木受到地面的作用力为eq \f(3,2)mg D.地面与圆木间的动摩擦因数为eq \f(\r(3),2) 解析　对A进行受力分析，如图所示，A处于平衡状态，合力为零，则有FN2cos eq \f(θ,2)＝eq \f(1,2)mg，解得FN1＝FN2＝eq \f(\f(1,2)mg,cos 60°)＝mg，故选项A错误；对整体受力分析，受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力，由对称性可知，竖直方向有FNB＝FNC＝eq \f(3,2)mg，故选项B正确；对B进行研究，地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力，大于eq \f(3,2)mg，故选项C错误；对C，根据平衡条件得Ff＝FN2sin 60°＝mg×eq \f(\r(3),2)＝eq \f(\r(3),2)mg，所以地面对C的摩擦力大小为eq \f(\r(3),2)mg，根据摩擦力公式Ff＝μFNC，可得μ＝eq \f(Ff,FNC)＝eq \f(\f(\r(3),2)mg,\f(3,2)mg)＝eq \f(\r(3),3)，故选项D错误。 答案　B 二、用对称思想巧解非共面力问题——“科学思维”之“科学推理” 1.(2019·吉林联考)蹦床可简化为如图5所示的完全相同的网绳构成的正方形，点O、a、b、c等为网绳的结点。当网水平张紧时，若质量为m的运动员从高处竖直落下，并恰好落在O点，当该处下凹至最低点时，网绳aOe、cOg均成120°向上的张角，此时O点受到的向下的冲击力为F，则这时O点周围每根网绳的拉