2023-2024届一轮复习新人教版 第二章相互作用 素养提升 学案

章末素养提升

原创情境新题

［科学小报］据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年6月

5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载

火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约577秒后,神舟十四号载人飞

船与火箭成功分离,进入预定轨道，飞行乘组状态良好,发射取得圆满

成功。飞船入轨后,将按照预定程序,与空间站组合体进行自主快速交

会对接。后续,航天员进驻天和核心舱,开启为期6个月的在轨驻留，

开展空间站平台维护与照料、机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工

作以及空间科学实验、技术试验。

［原创新题1］如图所示,某型号运载火箭模型放在固定架上,箭体与

水平面夹角ɑ分别为30°和45°时箭体所受摩擦力的大小恰好相同。

则箭体与固定架之间的动摩擦因数为（C）

A.⅛-C.-D.-

2222

解析：由题意可以判断出，当倾角a=30°时,箭体受到的摩擦力是静

摩擦力,大小为Ffi=mgsin30°,当α=45°时,箭体受到的摩擦力为滑

动摩擦力，大小为Ff2=UFN=Hmgcos45°,由FfI=Ff2得U=产,故C正确。

［原创新题2］如图所示,质量为M的斜面静置在水平地面上,斜面上

有一质量为m的火箭模型,水平力F作用在火箭模型上时,两者均保持

静止,斜面受到水平地面的静摩擦力为Ffb模型受到斜面的静摩擦力

为Ff2。现使F逐渐增大,两者仍处于静止状态,则（C）

A.Ffl›Ff2都增大

B.Ffl>Ff2可能都减小

C.F门一定增大,Ff2可能减小

D.Ffl不一定增大,Ff2一定增大

解析:对整体受力分析,受到重力、推力、地面的支持力及静摩擦力，

则有Ffl=F,则F增大,F门一定增大。再对火箭模型受力分析，受重力、

支持力、推力,可能有静摩擦力;若mgsinθ>Fcosθ,静摩擦力沿着

斜面向上,大小为Ff2=mgsinθ-Fcos。，当F增大时,Ff?变小;若

mgsinθ=Fcosθ,静摩擦力为零,当F继续增大时,静摩擦力沿斜面

向下，即Ff2变大;若mgsinθ<Fcos。，静摩擦力沿着斜面向下,大小

为Ff2=Fcosθ-mgsinθ,F增大时,Ff2变大,故％可能减小，也可能增

大。故C正确。

盘点高考真题

题点一静态平衡问题

1.（2020・全国m卷,17）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长

的轻质细绳上0点处;绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮

与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,0点两侧绳与

竖直方向的夹角分别为α和6。若α=70。，则B等于（B）

A.45oB.55oC.60oD.70o

■真题解读

考题题型归类:基本规律的应用一一力的合成、共点力的平衡。

考查巧妙之处:两相等力的合力方向沿两力夹角的平分线。

解析:取0点为研究对象,0点在三力的作用下处于平衡状态,对其受

力分析如图所示,Fn=FT2,两力的合力与F等大反向，根据几何关系可

得2B+α=180°,所以6=55°。

2.（2020•山东卷,8）如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,

质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、

B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦

因数均为□,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹

角为45°时,物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（C）

Z

Illl

A.⅛.≡C.⅛.i

3456

・真题解读

考题题型归类:基本规律的应用一一受力分析、正交分解法、隔离法。

考查内容:平衡中的临界问题。

解题关键:判断A、B静止时的运动趋势方向。

解析:根据题述,物块A、B刚要滑动,可知A、B之间的摩擦力FfAB=U

mgcos45°,B与木板之间的摩擦力Ff=U∙3mgcos45°。隔离A分

析受力，由平衡条件可得轻绳中拉力F=FfAB+mgsin45°;对A、B整体,

o

由平衡条件有2F=3mgsin45-F1,联立解得μ=|,选项C正确。

题点二动态平衡问题

3.（2022•河北卷,7）如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在

竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳

与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦。在转动

过程中（B）

A.圆柱体对木板的压力逐渐增大

B.圆柱体对木板的压力先增大后减小

C.两根细绳上的拉力均先增大后减小

D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变

■真题解读

考题题型归类:基本规律的应用一一力的合成、平衡条件、牛顿第三

定律。

考查精妙之处:三角形中角的变化存在拐点，从锐角到钝角的变化,导

致三角函数值出现拐点。

数学知识应用：正弦定理、三角函数。

解析:设两绳子对圆柱体的拉力的合力为Fτ,木板对圆柱体的支持力

为FN,绳子与竖直方向的夹角为B,从右向左看如图所示,在矢量三角

形中，根据正弦定理四”=*=等,在木板缓慢转动直至水平过程中，

mgFN无

ɑ不变，丫从90°逐渐减小到0°,又y+B+α=180°,且α<90°,可

知90°<γ+BG80°,则0°<B<180°,可知B从锐角逐渐增大到钝

角，根据陋=等=等,由于sinγ不断减小,可知FT不断减小,sin

B先增大后减小,可知FN先增大后减小,结合牛顿第三定律可知，圆柱

体对木板的压力先增大后减小。设两绳子之间的夹角为2θ,每根绳

子的拉力为FJ,则2FJcosO=FT,可得FJ=卢,。不变,R逐渐

2cosς6

减小,可知绳子拉力不断减小。故B正确,A、C、D错误。

题点三平衡与运动学的综合

4.（2020•全国I卷,24）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获

得的升力大小F可用F=k∕描写,k为系数;V是飞机在平直跑道上的滑

行速度,F与飞机所受重力相等时的V称为飞机的起飞离地速度。已

知飞机质量为1∙21XIO,kg时,起飞离地速度为66m/s;装载货物后

质量为1∙69XIO=5kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。

⑴求飞机装载货物后的起飞离地速度；

⑵若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1521m起飞离地,

求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。

•真题解读

考题题型归类:平衡和运动规律的综合应用一一平衡条件、匀变速直

线运动的规律。

解答分析:离地的临界条件是重力和升力平衡，由平衡条件可求装载

货物后的起飞离地速度；由第(1)问中的速度,利用匀变速直线运动的

规律,求得加速度的大小和所用的时间。

解析：(1)设飞机装载货物前质量为mb起飞离地速度为Vi;装载货物

后质量为m2,起飞离地速度为v2,重力加速度大小为g0飞机起飞离地

应满足条件

2

m1g=kv1,

2

m2g=kv2,

由两式及题给条件得V2=78ɪn/so

(2)设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为to

由匀变速直线运动公式有

2

v2=2as,

v2=at,

联立各式及题给条件得

a=2.0m/s；

t=39S0

答案：(1)78m/s(2)2.0m∕s239s

F题点四创新实验

5.（2019・海南卷，12）某同学利用图甲的装置测量轻弹簧的劲度系数。

图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上，

其左端固定，右端与细绳连接;细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂

钩码（实验中，每个钩码的质量均为m=50.0g）o弹簧右端连有一竖直

指针,其位置可在直尺上读出。实验步骤如下:

Z/cm

13.0

12.5

12.0

11.5

11.0

10.5

10.0

0123456^

甲乙

①在绳下端挂上一个钩码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细线水平且

弹簧与细杆没有接触。

②系统静止后,记录钩码的个数及指针的位置。

③逐次增加钩码个数,并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）。

④用n表示钩码的个数，1表示相应的指针位置,将获得的数据记录在

表格内。

回答下列问题。

（1）根据下表的实验数据在图乙中补齐数据点并作出「n图像。

112345

1/cm10.4810.9611.4511.9512.40

⑵弹簧的劲度系数k可用钩码质量m、重力加速度大小g及l-n图

线的斜率α表示,表达式为k=o若g取9.80m∕s2,则本实验

中k=N∕m（结果保留3位有效数字）。

.真题解读

考题题型归类:基本实验的改进一一实验原理、实验操作、数据处理。

实验创新：（1）实验操作创新一一弹簧由竖直悬挂改为水平,避免了弹

簧重力对实验结果的影响。

⑵数据处理创新一一由作F-x图像变为作图像，由钩码的个数代

替了力“F”。

绕不开的基本规律:弹簧类（橡皮筋）的弹力与弹簧的形变量成正比。

解析：（1）描出点后，作出图线如图所示。

（2）l-n图线的斜率为a=#,由胡克定律有AF=kAl,即Anmg=kAl,

∆n

联立以上各式可得由图可得斜率约为a=0∙48X102m,所以可

a

得劲度系数为k=誓■岩仁102N/m。

答案：（1）图见解析（2）%102

a

6.（2022・湖南卷，11）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、

塑料袋、支架等,设计了如图a所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质

量。主要实验步骤如下：

冰

墩

墩

///////////////////////////////////////

图a

(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05go

⑵将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的

长度1,记录数据如下表。

序号12345

硬币数

510152025

量n/枚

长度

10.5112.0213.5415.0516.5