板塊整合提能(二)力與曲線運(yùn)動(dòng)

【高考原題】(2024·安徽卷)在某地區(qū)的干旱季節(jié),人們常用水泵從深水井中抽水灌溉農(nóng)田,簡(jiǎn)化模型如圖所示。水井中的水面距離水平地面的高度為H。出水口距水平地面的高度為h,與落地點(diǎn)的水平距離約為l。假設(shè)抽水過(guò)程中H保持不變,水泵輸出能量的η倍轉(zhuǎn)化為水被抽到出水口處增加的機(jī)械能。已知水的密度為ρ,水管內(nèi)徑的橫截面積為S,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。則水泵的輸出功率約為()A.ρgSlB.ρgSlC.ρgSlD.ρgSl[回歸教材]情境化試題為知識(shí)與生活實(shí)踐關(guān)聯(lián)起來(lái),學(xué)生在“知識(shí)—情境—知識(shí)”的“拆解”與“還原”中提升思維能力,從“解題”走向“解決問(wèn)題”。此高考試題源于人教版必修第二冊(cè)第五章“復(fù)習(xí)與提高”,與教材試題相似,又不完全相同,要求學(xué)生真正理解知識(shí),應(yīng)用知識(shí)才能正確解答,不是“機(jī)械刷題”能做到的。[鏈接教材]圖5-7環(huán)保人員在一次檢查時(shí)發(fā)現(xiàn),有一根排污管正在向外滿口排出大量污水。這根管道水平設(shè)置,管口離地面有一定的高度,如圖5-7所示?，F(xiàn)在,環(huán)保人員只有一把卷尺,請(qǐng)問(wèn)需要測(cè)出哪些數(shù)據(jù)就可大致估測(cè)該管道的排污量?寫出測(cè)量每秒排污體積的表達(dá)式?！窘炭既诤稀扛呖荚囶}與教材試題做到了神似,但沒(méi)有照搬教材。教材中試題具有一定的開(kāi)放性,要求測(cè)量每秒排污體積的表達(dá)式,首先應(yīng)該先測(cè)量污水離開(kāi)管口的速度。高考試題要求計(jì)算水泵的輸出功率,也要首先計(jì)算水離開(kāi)出水口的速度,再與能量守恒定律結(jié)合求得結(jié)果。學(xué)生破解高考試題的策略只有一招,那就是提升核心素養(yǎng),增強(qiáng)思維能力和知識(shí)遷移應(yīng)用能力,讓自己變得更強(qiáng)大,這才是真正的“以不變應(yīng)萬(wàn)變”?！究碱}示例】(2024·江西卷)雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂(lè)項(xiàng)目,其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖甲、乙所示,傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤,可繞通過(guò)中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩,輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點(diǎn))。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。(1)在圖甲中,若圓盤在水平雪地上以角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為r1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求AB與OB之間夾角α的正切值。(2)將圓盤升高,如圖乙所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O1點(diǎn)做半徑為r2的勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩子與豎直方向的夾角為θ,繩子在水平雪地上的投影A1B與O1B的夾角為β。求此時(shí)圓盤的角速度ω2。圓盤在水平雪地圓盤在水平雪地甲乙【審題與建模】關(guān)鍵表述物理模型第(1)問(wèn)若圓盤在水平雪地上輕繩拉力在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為r1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)①轉(zhuǎn)椅沿切線方向處于平衡狀態(tài);②轉(zhuǎn)椅由拉力沿半徑方向的分力提供向心力第(2)問(wèn)將圓盤升高,如圖乙所示由平面轉(zhuǎn)變到立體轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O1點(diǎn)做半徑為r2的勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩子與豎直方向的夾角為θ,繩子在水平雪地上的投影A1B與O1B的夾角為β兩次分解,將立體還原到平面①轉(zhuǎn)椅沿圓周切線方向處于平衡狀態(tài);②轉(zhuǎn)椅由拉力沿圓周運(yùn)動(dòng)半徑方向的分力提供向心力規(guī)范答題區(qū)評(píng)價(jià)(100分)自評(píng)書寫規(guī)范,卷面整潔(20分)指明研究對(duì)象,針對(duì)哪個(gè)物理狀態(tài)或過(guò)程,依據(jù)什么規(guī)律(20分)列出原型式,無(wú)連等式,無(wú)變形后公式(20分)聯(lián)立方程解結(jié)果,無(wú)化簡(jiǎn)及運(yùn)算過(guò)程(20分