章末素養(yǎng)提升原創(chuàng)情境新題提升素養(yǎng)[科學(xué)小報(bào)]據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息,北京時(shí)間2022年6月5日10時(shí)44分,搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射,約577秒后,神舟十四號(hào)載人飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,飛行乘組狀態(tài)良好,發(fā)射取得圓滿成功。飛船入軌后,將按照預(yù)定程序,與空間站組合體進(jìn)行自主快速交會(huì)對(duì)接。后續(xù),航天員進(jìn)駐天和核心艙,開(kāi)啟為期6個(gè)月的在軌駐留,開(kāi)展空間站平臺(tái)維護(hù)與照料、機(jī)械臂操作、出艙活動(dòng)、艙段轉(zhuǎn)移等工作以及空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)試驗(yàn)。[原創(chuàng)新題1]如圖所示,某型號(hào)運(yùn)載火箭模型放在固定架上,箭體與水平面夾角α分別為30°和45°時(shí)箭體所受摩擦力的大小恰好相同。則箭體與固定架之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(

)C[原創(chuàng)新題2]如圖所示,質(zhì)量為M的斜面靜置在水平地面上,斜面上有一質(zhì)量為m的火箭模型,水平力F作用在火箭模型上時(shí),兩者均保持靜止,斜面受到水平地面的靜摩擦力為Ff1,模型受到斜面的靜摩擦力為Ff2?，F(xiàn)使F逐漸增大,兩者仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則(

)A.Ff1、Ff2都增大B.Ff1、Ff2可能都減小C.Ff1一定增大,Ff2可能減小D.Ff1不一定增大,Ff2一定增大C解析:對(duì)整體受力分析,受到重力、推力、地面的支持力及靜摩擦力,則有Ff1=F,則F增大,Ff1一定增大。再對(duì)火箭模型受力分析,受重力、支持力、推力,可能有靜摩擦力;若mgsinθ>Fcosθ,靜摩擦力沿著斜面向上,大小為Ff2=mgsinθ-Fcosθ,當(dāng)F增大時(shí),Ff2變小;若mgsinθ=Fcosθ,靜摩擦力為零,當(dāng)F繼續(xù)增大時(shí),靜摩擦力沿斜面向下,即Ff2變大;若mgsinθ<Fcosθ,靜摩擦力沿著斜面向下,大小為Ff2=Fcosθ-mgsinθ,F增大時(shí),Ff2變大,故Ff2可能減小,也可能增大。故C正確。盤(pán)點(diǎn)高考真題檢驗(yàn)成效1.(2020·全國(guó)Ⅲ卷,17)

如圖,懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處;繩的一端固定在墻上,另一端通過(guò)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(shí),O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=70°,則β等于(

)A.45°B.55°C.60°D.70°靜態(tài)平衡問(wèn)題B考題題型歸類:基本規(guī)律的應(yīng)用——力的合成、共點(diǎn)力的平衡?？疾榍擅钪?兩相等力的合力方向沿兩力夾角的平分線。解析:取O點(diǎn)為研究對(duì)象,O點(diǎn)在三力的作用下處于平衡狀態(tài),對(duì)其受力分析如圖所示,FT1=FT2,兩力的合力與F等大反向,根據(jù)幾何關(guān)系可得2β+α=180°,所以β=55°。2.(2020·山東卷,8)如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)滑輪連接,A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時(shí),物塊A、B剛好要滑動(dòng),則μ的值為(

)C考題題型歸類:基本規(guī)律的應(yīng)用——受力分析、正交分解法、隔離法?？疾閮?nèi)容:平衡中的臨界問(wèn)題。解題關(guān)鍵:判斷A、B靜止時(shí)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。3.(2022·河北卷,7)如圖,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn),將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平,繩與木板之間的夾角保持不變,忽略圓柱體與木板之間的摩擦。在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中(

)A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變B動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題考題題型歸類:基本規(guī)律的應(yīng)用——力的合成、平衡條件、牛頓第三定律?？疾榫钪?三角形中角的變化存在拐點(diǎn),從銳角到鈍角的變化,導(dǎo)致三角函數(shù)值出現(xiàn)拐點(diǎn)。數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用:正弦定理、三角函數(shù)。平衡與運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合4.(2020·全國(guó)Ⅰ卷,24)我國(guó)自主研制了運(yùn)-20重型運(yùn)輸機(jī)。飛機(jī)獲得的升力大小F可用F=kv2描寫(xiě),k為系數(shù);v是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度,F與飛機(jī)所受重力相等時(shí)的v稱為飛機(jī)的起飛離地速度。已知飛機(jī)質(zhì)量為1.21×105kg時(shí),起飛離地速度為66m/s;裝載貨物后質(zhì)量為1.69×105kg,裝載貨物前后起飛離地時(shí)的k值可視為不變。(1)求飛機(jī)裝載貨物后的起飛離地速度;(2)若該飛機(jī)裝載貨物后,從靜止開(kāi)始勻加速滑行1521m起飛離地,求飛機(jī)在滑行過(guò)程中加速度的大小和所用的時(shí)間。考題題型歸類:平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用——平衡條件、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。解答分析:離地的臨界條件是重力和升力平衡,由平衡條件可求裝載貨物后的起飛離地速度;由第(1)問(wèn)中的速度,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,求得加速度的大小和所用的時(shí)間。答案:(1)78m/s

(2)2.0m/s2

39s創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)5.(2019·海南卷,12)某同學(xué)利用圖甲的裝置測(cè)量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中,光滑的細(xì)桿和直尺水平固定在鐵架臺(tái)上,一輕彈簧穿在細(xì)桿上,其左端固定,右端與細(xì)繩連接;細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪,其下端可以懸掛鉤碼(實(shí)驗(yàn)中,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=50.0g)。彈簧右端連有一豎直指針,其位置可在直尺上讀出。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在繩下端掛上一個(gè)鉤碼,調(diào)整滑輪,使彈簧與滑輪間的細(xì)線水平且彈簧與細(xì)桿沒(méi)有接觸。②系統(tǒng)靜止后,記錄鉤碼的個(gè)數(shù)及指針的位置。③逐次增加鉤碼個(gè)數(shù),并重復(fù)步驟②(保持彈簧在彈性限度內(nèi))。④用n表示鉤碼的個(gè)數(shù),l表示相應(yīng)的指針位置,將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)。回答下列問(wèn)題。(1)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l-n圖像。l12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40(2)彈簧的勁度系數(shù)k可用鉤碼質(zhì)量m、重力加速度大小g及l(fā)-n圖線的斜率α表示,表達(dá)式為k=

。若g取9.80m/s2,則本實(shí)驗(yàn)中k=

N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

考題題型歸類:基本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)——實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新:(1)實(shí)驗(yàn)操作創(chuàng)新——彈簧由豎直懸掛改為水平,避免了彈簧重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(2)數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新——由作F-x圖像變?yōu)樽鱨-n圖像,由鉤碼的個(gè)數(shù)代替了力“F”。繞不開(kāi)的基本規(guī)律:彈簧類(橡皮筋)的彈力與彈簧的形變量成正比。解析:(1)描出點(diǎn)后,作出圖線如圖所示。6.(2022·湖南卷,11)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等,設(shè)計(jì)了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)查找資料,得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g。(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋,測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度l,記錄數(shù)據(jù)如下表。序號(hào)12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長(zhǎng)度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖b上描點(diǎn),繪制圖線。(4)取出全部硬幣,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖c所示,此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為

cm。

(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為

g(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

考題題型歸類:基本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)——實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新:(1)實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新——鉤碼換