秘籍06 空间表达能力的培养-备战2023年高考物理抢分秘籍（人教）（解析版）.docx

秘籍06 空间表达能力的培养
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
选择题、实验题、计算题☆☆☆☆☆
考向预测
结合力的平衡、牛顿第二定律、抛体运动、电场、磁场考查
力的平衡、牛顿定律、抛体规律、电场强度、磁感应强度、安培力、洛伦兹力
从不同角度画出平面图
一、抛体运动中的空间表达
例1、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是(　　)
A.＜v＜L1
B.＜v＜
C.＜v＜
D.＜v＜
答案　D
解析　发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动。当速度v最小时，球沿中线恰好过网，有：
3h－h＝①
＝v1t1②
联立①②得v1＝
当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有
＝v2t2③
3h＝gt④
联立③④得v2＝
所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v的最大取值范围为
＜v＜，选项D正确。
二、类抛体运动中的空间表达
例2、如图所示的光滑固定斜面长为、宽为、倾角为，一物块（可看成质点）从斜面左上方顶点沿水平方向射入，恰好从底端右侧点离开斜面，已知重力加速度为，不计空气阻力，求：
（1）物块加速度的大小；
（2）物块由运动到所用的时间；
（3）物块由点水平射入时初速度的大小。
答案：（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）物块合力沿斜面向下，所以
解得
（2）沿斜面方向
解得
（3）沿水平方向有
解得
.
三、平衡问题中的空间表达
例3、 (多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，A、O、B在同一水平面上。∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g。则(　　)
A.CO杆所受的压力大小为2mg
B.CO杆所受的压力大小为mg
C.AO绳所受的拉力大小为mg
D.BO绳所受的拉力大小为mg
答案　AD
解析　设绳AO和绳BO拉力的合力为F，以O点为研究对象，O点受到衣服的拉力(大小等于衣服的重力mg)、CO杆的支持力F1和两绳的合力F，受力分析如图甲所示，根据平衡条件得：F1＝＝2mg，由牛顿第三定律可知CO杆所受的压力大小为2mg，故A正确，B错误；
甲
乙
F＝mgtan 60°＝mg，将F分解，如图乙所示，绳AO和绳BO所受拉力的大小均为F2，由F＝2F2cos 30°，解得F2＝mg，故C错误，D正确。
例4、如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC与AB的夹角也为θ。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数μ＝tan θ，重力加速度大小为g，拉力大小为(　　)
A.2mgsin θcos B.2mgsin θ
C.2mgsin D.mgsin θcos
答案　A
解析　对物块受力分析，如图甲、乙所示，重力沿斜面向下的分力为mgsin θ，支持力FN＝mgcos θ，滑动摩擦力Ff＝μFN＝mgsin θ，则拉力F＝2mgsin θcos，故A正确。
四、电磁感应过程的空间表达
例5、如图甲所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L＝1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，上端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度B＝0.4 T．质量m＝0.2 kg、电阻r＝1 Ω的金属棒ab，以初速度v0从导轨底端向上滑行，金属棒ab在安培力和一与棒垂直且平行于导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动，速度—时间图象如图乙所示．设金属棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数μ＝0.25.已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)金属棒产生的感应电动势的最大值；
(2)当金属棒速度为向上3 m/s时，施加在金属棒上外力F做功的功率；
(3)金属棒在0<t<2 s、2 s<t<4 s内外力F随时间t变化的函数关系式．
答案　(1)2.4 V　(2)3.48 W　(3)见解析
解析　(1)当金属棒速度最大时，感应电动势最大，故有E＝BLv0＝0.4×1×6 V＝2.4 V.