基于《课程标准》及《中国高考评价体系》的高考命题方案研究项目成果展示

2021-05-29山东

教学考试(高考物理) 2021年2期

山东

【试题7】如图所示，互不黏合的A、B两物体紧贴放在水平地面上，t=0时，水平作用力F1、F2分别作用于A、B上，其中F1=(84-12t)N，F2=(18+12t)N。已知A、B与地面间的动摩擦因数分别为0.4、0.1，A、B两物体的质量分别为4 kg、6 kg。则下列说法错误的是

( )

A.A物体先向右运动，再反向向左运动

B.当两物体速度达到24 m/s，A、B将分离

C.t=2 s时，A物体的加速度大小为11 m/s2

D.t=5 s时，A物体的加速度大小为2 m/s2

【答案】C

【考查要求】(1)认识摩擦力，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小；(2)理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解决有关问题；(3)能对物体的受力情况和运动情况进行分析。

【命题意图】本题以学习探究情境为切入点，用两紧贴物体的运动为情境载体，大小随时间线性变化的水平作用力分别作用于两物体，分析物体的受力情况和运动随时间变化的情况，考查学生的知识获取能力、思维认知能力、模型建构能力，整体法与隔离法的灵活运用能力。落实物质观念、运动观念、模型建构、科学推理等学科核心素养。

【答题分析】本题涉及两个物体、两个外力、两个质量、两个动摩擦因数，要求考生在答题过程中不能混淆。两物体开始时一起向右运动后两者分离；A物体在分离以后，继续向右做加速运动，之后再减速，最后反向向左做加速运动；B物体在分离后继续向右做加速度增大的加速运动。解题的关键是明确A、B两物体分离条件是两物体间没有相互作用力，但加速度大小相等，得到在t=3 s，即v=24 m/s 时A、B分离。

【规避错误应掌握的内容及习题选择】

此类连接体问题属于热点考题。避免出现错误要求掌握受力分析、运动分析，灵活运用整体法和隔离法，明确连接体之间分离的条件及运动方向反向的特点。联系试题选择连接体类试题。如下：

【例1】如图所示，两粘连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力Fa和水平拉力Fb，已知Fa>Fb，则a对b的作用力

( )

A.必为推力

B.必为拉力

C.可能为推力，也可能为拉力

D.不可能为零

【来源】2021届山东省济南市山东师范大学附属中学高三(上)月考物理试题

【答案】C

【规避错误关键点】灵活运用整体法和隔离法，将a、b间相互作用力表达式求出，进行讨论。认真审题，不要默认ma=mb，从而得出a对b的作用力为推力的错误结论。

【例2】如图1所示，mA=4.0 kg，mB=2.0 kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t=0时刻起，对B施加向右的水平恒力F2=4.0 N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1变化规律如图2所示。下列相关说法中正确的是

( )

图1

图2

A.当t=0时，A、B物体加速度分别为aA=5 m/s2，aB=2 m/s2

B.A物体作加速度减小的加速运动，B物体作匀加速运动

C.t=12 s时刻A、B将分离，分离时加速度均为a=2 m/s2

D.A、B分离前后，A物体加速度变化规律相同

【来源】2021届安徽省合肥市肥东县中学高三(上)第二次月考物理试题

【答案】C

【规避错误关键点】若A、B之间没有力的作用，求出B的加速度，若A的加速度大于B的加速度，则A、B以相同的加速度运动，若A的加速度小于B的加速度，则B做匀加速运动，A做加速度越来越小的加速运动，分情况讨论即可求解。

【知识架构延伸】整体法与隔离法的应用

(1)物体受力分析：①确定研究对象(隔离体、整体)。②按照次序画受力分析图，先主动力、后被动力，先场力、后接触力。③只分析性质力，不分析效果力，合力与分力不能同时分析。④结合物体的运动状态是静止还是运动，是直线运动还是曲线运动，来判断受力。如物体做曲线运动时，在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向。

(2)若所求问题不涉及系统内的作用特征，或不涉及过程中的细节问题，应该优先选取整体法；若所求问题涉及系统内的作用特征，应该优先选取受力简单的物体进行隔离；若所求问题涉及过程中的细节问题时，应该优先选取简单的过程进行隔离。

【本题变式练习】

【练习1】如图所示，静止在粗糙水平面上的两物块A、B，质量分别为1 kg、2 kg，两物块接触但不粘连。t=0时刻，对物块A施加水平向右的推力F1=9-3t(N)，同时对物块B施加水平向右的拉力F2=3t(N)。已知两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度g=10 m/s2。则

( )

A.t=1 s时，物块A的加速度a=2 m/s2

B.t=1 s时，物块A的加速度a=3 m/s2

C.t=1.5 s时，A、B两物块开始分离

D.t=2 s时，A、B两物块开始分离

【来源】2021届重庆市重庆七中高三(上)第一次学情检测物理试题

【答案】AD

【解析】当A、B刚好分离时，A、B间的压力等于零，A、B的加速度相等，设为a，对物块B，由牛顿第二定律有F2-μmBg=mBa，对物块A，由牛顿第二定律有F1-μmAg=mAa，解得t=2 s，故D正确，C错误；t=1 s时，A、B没有分离，对A、B整体，由牛顿第二定律有F1+F2-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a′，解得加速度大小为a′=2 m/s2，故A正确，B错误。

【点睛】本题考查牛顿第二定律的基本应用，掌握整体法和隔离法的灵活运用。解答此题时注意应用整体法与隔离法，一般在用隔离法时优先从受力最少的物体开始分析，如果不能得出答案再分析其他物体。

【练习2】如图甲所示，用黏性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为mA=1 kg、mB=2 kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时A、B将会分离。t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F1，同时对物块B施加同一方向的拉力F2，使A、B从静止开始运动，运动过程中F1、F2方向保持不变，F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析正确的是

( )