(浙江省溫州中學(xué)，浙江 溫州 325000)

2017年高考全國(guó)理綜Ⅰ卷的第21題是選擇題的最后一題，命題者把它放在了選擇題的最后用作壓軸，可見(jiàn)該題有一定的難度。不少考生也反映該題讀來(lái)情景簡(jiǎn)單，就是一個(gè)共點(diǎn)力平衡的問(wèn)題，但想了很久卻仍然打不開(kāi)思路、無(wú)從下手。的確，該題呈現(xiàn)的是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的問(wèn)題，主要考查物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件的應(yīng)用。但因?yàn)轭}中的球和繩都是處在動(dòng)態(tài)之中，用常規(guī)的正交分解法異常麻煩，故給考生解題造成了很大的困難。下文把各種解法作一匯總，供讀者參考。

1 原題呈現(xiàn)

A.MN上的張力逐漸增大

2.1 綜合控制線路故障。利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息處理和故障排除的能力。智能變電站技術(shù)通過(guò)借鑒數(shù)據(jù)庫(kù)模型、在線數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，開(kāi)發(fā)出變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)。只需要將變電站設(shè)備的正常數(shù)據(jù)和運(yùn)行特征輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行后一定周期內(nèi)的實(shí)際工作狀態(tài)就可以對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)價(jià)，深入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

B.MN上的張力先增大后減小

C.OM上的張力逐漸增大

漢末魏晉六朝的文人醉心于玄學(xué)，放情于山水，山水與園林逐漸結(jié)合在一起，文人寫(xiě)意園是這個(gè)時(shí)期園林的主流。園林不僅僅是客觀的欣賞對(duì)象，同時(shí)還成為園主抒發(fā)情懷的場(chǎng)所，追求意趣并且以園林為精神寄托逐漸成為一種模式。所以這個(gè)時(shí)期的園林對(duì)意境美的追求已超過(guò)對(duì)自然美的欣賞，最終形成了空間意識(shí)。而這種空間意識(shí)是這個(gè)時(shí)期園林所呈現(xiàn)的文化特質(zhì)。

D.OM上的張力先增大后減小

2 解法探究

2013年，山東省以增強(qiáng)水利對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展支撐保障能力為主線，推進(jìn)現(xiàn)代水利示范省建設(shè)，加快傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利新跨越，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了有力支撐和保障。

如圖4所示，設(shè)某時(shí)刻繩OM被拉至圖中的O1M方向，則球所受重力mg、拉力F1、張力T1圍成一矢量三角形△MPF1，因?yàn)樵诶瓌?dòng)過(guò)程中角度α不變，所以在矢量三角形△MPF1中，代表重力的邊MP的對(duì)角180°-α也不變，故此我們作出矢量三角形△MPF1的外接圓，由于同弦所對(duì)的圓周角都相等，可知在拉動(dòng)小球上升的過(guò)程中，代表拉力F矢量的箭頭頂點(diǎn)會(huì)沿外接圓的圓周逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，直至繩OM呈水平狀態(tài)，最后OM繩的張力如圖中T3所示，即此時(shí)T3沿水平方向，與重力mg的方向成90°角，由于直徑所對(duì)應(yīng)的圓周角才為90°，所以最終代表拉力F3的邊長(zhǎng)恰為外接圓的直徑，之前都比直徑要短，可看出拉力F是逐漸變大的；而張力T從圖中的mg→T1→T2→T3，容易看出是先變大后變小的。故正確選項(xiàng)為A、D。

解法2：利用矢量三角形的外接圓

1）安全原則。高壓輸電線路工程性質(zhì)決定了其在檢修過(guò)程中應(yīng)遵循安全原則，檢修線路過(guò)程中要注重故障預(yù)防，以免發(fā)生安全事故。檢修人員要采用專業(yè)技術(shù)，對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行檢驗(yàn)和核查，規(guī)避漏試和失修情況，保障高壓輸電線路運(yùn)行質(zhì)量及運(yùn)行過(guò)程中的安全性。無(wú)論是分析高壓輸電線路運(yùn)行質(zhì)量，還是狀態(tài)檢測(cè)，一旦發(fā)生異常，都要具體問(wèn)題具體分析，采用針對(duì)性的檢修方法，嚴(yán)格遵循紅外測(cè)溫工作，按照既定周期開(kāi)展測(cè)試工作。

圖4

解法3：利用力矩平衡條件

為了安全和方便實(shí)現(xiàn),構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括三相低壓微電網(wǎng)和能量回饋裝置。這里用38 V/50 Hz的三相低壓微電網(wǎng)模擬實(shí)際三相電網(wǎng),能量回饋裝置完成能量回饋功能。

解法4：利用特殊值代入法

解法1：利用正弦定理

圖7

解法5：利用三角函數(shù)公式

圖8

解法6：利用正交分解法

對(duì)于B班同學(xué)，我們著重要求會(huì)解決簡(jiǎn)單的不等式，課堂過(guò)程采用更加活潑的游戲形式進(jìn)行。例：（1）解下列不等式：①2x＜2②5+x≥6③-x≤-4。（2）小組討論：請(qǐng)把第1題中的解，在數(shù)軸上都畫(huà)出來(lái)。（3）請(qǐng)每個(gè)小組出一道不等式的題目，找其他小組同學(xué)來(lái)解，解對(duì)的小組加分，解不對(duì)的話，出題小組教會(huì)該同學(xué)后，出題者加分。得分最高小組今天可以少做題，甚至免做作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

可以看出，此題很好地考查了考生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問(wèn)題的能力。解法不同，繁簡(jiǎn)各異，比較而言，解法1利用正弦定理相對(duì)簡(jiǎn)單一些，學(xué)生也較容易想到。解法2利用外接圓的方法獨(dú)辟蹊徑，對(duì)數(shù)學(xué)的要求較高。解法3利用力矩的平衡條件，現(xiàn)行的高考已不作要求。解法4采用“特殊值法”雖然看上去要簡(jiǎn)單一些，這種方法對(duì)于單調(diào)變化的物理量來(lái)說(shuō)容易比較，但對(duì)非單調(diào)變化的物理量采用此法則存有較大的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗〉奶厥庵悼赡懿痪哂写硇浴＝夥?利用矢量三角形中的邊角關(guān)系，寫(xiě)出的表達(dá)式后還要利用三角函數(shù)的公式進(jìn)行化簡(jiǎn)，稍顯麻煩。解法6采用常用的正交分解法，考生雖容易想到，但不容易想到要兩次建立坐標(biāo)系，若考生選擇了水平、豎直方向?yàn)檩S建立坐標(biāo)系，要得到正確的結(jié)果就更非易事了。