2021高三物理學(xué)案第二單元核心素養(yǎng)提升-科學(xué)思維系列（一）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高三物理人教版一輪學(xué)案：第二單元核心素養(yǎng)提升——科學(xué)思維系列（一）含解析核心素養(yǎng)提升—-科學(xué)思維系列(一）摩擦力突變問題分析1．摩擦力突變問題的特征：核心素養(yǎng)分析:屬于物理規(guī)律在頭腦中的提煉和升華．體現(xiàn)了物理觀念中的相互作用觀念,形成對靜摩擦力、滑動摩擦力的基本認(rèn)知．(1)“靜—靜”突變物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變．(2）“靜—動”突變或“動-靜”突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時,如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力．（3）“動—動"突變某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運(yùn)動方向變了，則滑動摩擦力方向發(fā)生“突變”．2．分析摩擦力突變問題的方法核心素養(yǎng)分析：屬于分析、推理等方法在物理領(lǐng)域的具體運(yùn)用．能對突變過程進(jìn)行分析、推理，提升科學(xué)思維中的科學(xué)推理能力．（1）分析臨界狀態(tài)，物體由相對靜止變?yōu)橄鄬\(yùn)動，或者由相對運(yùn)動變?yōu)橄鄬o止,或者受力情況發(fā)生突變,往往是摩擦力突變問題的臨界狀態(tài)．（2)確定各階段摩擦力的性質(zhì)和受力情況，做好各階段摩擦力的分析．題型1“靜——動”突變表面粗糙的長直木板的上表面的一端放有一個木塊，如圖所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動（即木板與地面的夾角α變大，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力），另一端不動,則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α變化的圖象是下列圖中的（）【解析】本題涉及摩擦力的漸變和突變，我們分階段研究:①初始木板處于水平位置，此時有a＝0，f＝0；②從木板開始轉(zhuǎn)動到木塊與木板發(fā)生相對滑動前，木塊所受的是靜摩擦力，由于木板緩慢轉(zhuǎn)動，可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài)．由平衡條件可知,f靜＝mgsinα,因此，靜摩擦力隨α的增大而增大，它們滿足正弦規(guī)律變化;③木塊相對于木板剛要滑動時達(dá)到臨界狀態(tài)，此時木塊所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力fm,隨著α繼續(xù)增大，木塊將開始滑動，靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，且滿足fm>f滑；④木塊相對于木板開始滑動后，f滑＝μmgcosα，則木塊所受的滑動摩擦力隨α的增大而減小，滿足余弦規(guī)律變化；⑤最后，α＝eq\f（π，2),f＝0.據(jù)以上分析可知,選項C正確．【答案】C題型2“動—靜”突變?nèi)鐖D所示，斜面固定在地面上，傾角為37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）．質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力f隨時間變化的圖象是圖中的(取初速度v0的方向為正方向，g取10m/s2）（）【解析】滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用，由f＝μN(yùn)和N＝mgcosθ聯(lián)立得f＝6.4N,方向為沿斜面向下．當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ〈μmgcosθ,滑塊不動，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得f＝mgsinθ，代入可得f＝6N，方向為沿斜面向上,故選項B正確．【答案】B題型3“動—動”突變(多選）如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動．在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ〈tanθ,則下列選項中能客觀地反映小木塊的受力和運(yùn)動情況的是(）【解析】當(dāng)小木塊速度小于傳送帶速度時，小木塊相對于傳送帶向上滑動，小木塊受到的滑動摩擦力沿傳送帶向下,加速度a＝gsinθ＋μgcosθ；當(dāng)小木塊速度達(dá)到傳送帶速度時，由于μ〈tanθ，即μmgcosθ〈mgsinθ，所以速度能夠繼續(xù)增加,此時滑動摩擦力的大小不變，而方向突變?yōu)橄蛏?，a＝gsinθ－μgcosθ,加速度變小，則v。t圖象的斜率變小,所以B、D正確．【答案】BD高分技法摩擦力突變問題注意事項1題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時，一般隱藏著臨界問題，有時,有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語"，但審題時發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變,則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。2靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界狀態(tài)時靜摩擦力達(dá)到最大值.3研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小