第三章 綜合提升課件2023-2024學年高中物理新人教版必修第一冊師說

第三章

綜合提升物理思想方法一、共點力平衡問題的解答方法靜態(tài)平衡問題解答靜態(tài)平衡問題的四種方法：①合成法；②分解法；③正交分解法；④力的三角形法．例1如圖所示，懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細繩上O點處；繩的一端固定在墻上，另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連．甲、乙兩物體質(zhì)量相等．系統(tǒng)平衡時，O點兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β.若α＝70°，則β＝(

)A．45°

B．55°C．60°

D．70°答案：B解析：取O點為研究對象，在三力的作用下處于平衡狀態(tài)，對其受力分析如圖所示，上方兩細繩的合力方向豎直向上．由于甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，則左側(cè)繩子拉力的方向在甲、乙繩子夾角的角平分線上，可知2β＋α＝180°，解得β＝55°.例2光滑斜面上固定著一根剛性圓弧形細桿，小球通過輕繩與細桿相連，此時輕繩處于水平方向，球心恰位于圓弧形細桿的圓心處，如圖所示．將懸點A緩慢沿桿向上移動，直到輕繩處于豎直方向，在這個過程中，輕繩的拉力(

)A．逐漸增大

B．大小不變C．先減小后增大D．先增大后減小答案：C解析：當懸點A緩慢向上移動過程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，小球所受重力mg的大小和方向都不變，支持力FN的方向不變，對小球進行受力分析如圖所示，由圖可知，拉力FT先減小后增大，C項正確．二、輕繩和輕桿模型1．活結(jié)和死結(jié)模型結(jié)點模型可分為活結(jié)(滑輪)和死結(jié)模型，這兩種模型經(jīng)常考查，均可以用平衡條件進行處理．(1)活結(jié)是由繩子跨過光滑滑輪、繩子跨過光滑釘子(掛鉤)的組合模型，繩子跨過光滑的滑輪，看起來是兩根繩子，實際上仍為同一根繩子，張力大小處處相等，如圖甲所示，圖乙為圖甲的拓展模型．

例3[2023·浙江諸暨高一上期中](多選)如圖所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上A、B兩點，繩子質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦均忽略不計，衣服處于靜止狀態(tài)；如果保持繩子A端、B端在桿上位置不變，將右側(cè)桿平移到虛線位置，穩(wěn)定后衣服仍處于靜止狀態(tài)．則(

)A．B端移到B1位置時，且桿位置不變，繩子張力變大B．B端移到B2位置時，且桿位置不變，繩子張力大小不變C．B端在桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變大D．B端的桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變小答案：BD

關(guān)鍵點撥本題屬于活結(jié)模型中的晾衣繩模型，根據(jù)幾何關(guān)系，得到兩種移動方式下，繩子與豎直方向的夾角的變化情況，然后根據(jù)平衡條件列式求解．例4如圖所示，能承受最大拉力為10N的細線OA與豎直方向成45°角，能承受最大拉力為5N的細線OB水平，細線OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？

2．固定桿和活動桿模型根據(jù)輕桿與墻壁連接的方式不同，桿連模型可以分為固定桿和活動桿模型．(1)活動桿是用鉸鏈將輕桿與墻壁連接，特點是桿上的彈力方向一定沿桿的方向，否則桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動，如圖甲所示．(2)固定桿是將輕桿固定在墻壁上，特點是桿的彈力方向不一定沿桿，彈力方向視具體情況而定，如圖乙所示．

答案：AB

關(guān)鍵點撥明確“活桿”和“死桿”的區(qū)別，注意“活桿”的彈力沿著桿，“死桿”的彈力既可以沿著桿，也可以與桿不平行．核心素養(yǎng)提升情境1與生活相關(guān)的物理問題——科學態(tài)度與責任日常生活中的家用電器或工具等，往往蘊含著豐富的物理知識．平時應(yīng)注意分析家用電器等的工作原理，這樣可以在實際生活中深化知識，激發(fā)學習物理的興趣，培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)中的物理觀念．例6[選自教科版新教材“發(fā)展空間”]自行車是一種常用的交通工具，各部分零件的功能不同，在使用過程中，有些部分需要增大摩擦力，有些部分需要減小摩擦力．請對此進行研究，說說哪些部分需要增大摩擦力，如何增大摩擦力；哪些部分需要減小摩擦力，如何減小摩擦力．

答案：(1)增大摩擦力的部分及措施：①自行車的把手、腳踏板、輪胎表面做成有花紋的，增大接觸面的粗糙程度．②自行車上的螺帽，旋緊螺絲，增大壓力，以增大摩擦力，防止螺帽脫落．③自行車剎車時，用力捏閘，以增大車閘和車圈之間的壓力，以增大摩擦力，使車盡快停下來．(2)減小摩擦的部分及措施：軸承需減小摩擦，利用滾動摩擦來減小摩擦(滾動軸承)，給某些部件加潤滑劑來減小摩擦．

答案：AD

情境2與科技相關(guān)的物理問題——科學態(tài)度與責任物理學是科學技術(shù)的基礎(chǔ)，在學習過程中要多關(guān)注現(xiàn)代科技的發(fā)展，關(guān)注物理學的技術(shù)應(yīng)用帶來的社會問題，認識科學·技術(shù)·社會·環(huán)境的關(guān)系，培養(yǎng)社會參與意識和社會責任感．例8[2023·山東臨沂高一上期末]隨著生活品位的提升，玻璃房逐漸受到人們的青睞，玻璃窗戶的清潔可由如圖所示的自動擦窗機器人完成．某型號自動擦窗機器人的質(zhì)量為1.5kg，它的“腹部”有吸盤．當自動擦窗機器人的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時，它能牢牢地吸在豎直玻璃上不動(重力加速度g取10m/s2)．則下列說法符合事實的是(

)A．此時摩擦力大于15NB．此時機器人對玻璃的壓力和玻璃對機器人的作用力是一對作用力和反作用力C．當自動擦窗機器人不動時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則自動擦窗機器人受到的摩擦力將變大D．當自動擦窗機器人豎直向下運動時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則自動擦窗機器人受到的摩擦力將變大答案：D解析：自動擦窗機器人靜止在豎直玻璃上，在豎直方向，由平衡條件可得f＝mg＝15N，A錯誤；此時機器人對玻璃的壓力和玻璃對機器人的作用力不是一對作用力和反作用力，因為玻璃對機器人的作用力包括彈力和摩擦力，B錯誤；當自動擦窗機器人不動時，受到的摩擦力為靜摩