人教版2020届高考物理考点--点对点专题强化---弹力的分析和计算

1、人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算人教版 2020 年高考物理考点-点对点专题强化 - 弹力的分析与计算知识点：1.弹力分析的角度与解决办法迁移角度弹力的有无及方向判断轻绳模型中的拉力轻弹簧模型中的弹力轻杆模型中的弹力解决办法假设法或条件法沿绳且指向绳收缩的方向沿弹簧且与弹簧形变方向相反不一定沿杆方向易错警示准确找到物体接触的公切面是判断方 向的关键有无“结点”是绳中张力是否相等的判 断条件满足胡克定律且轻弹簧两端受力始终大小相等，与其运动状态无关弹簧的 弹力不能突变，只能渐变有无“铰链”是杆中弹力是否沿杆方向 的判断依据2.五种常见模型中弹力的方向3.根据共点

2、力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向4弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解1 / 71 21 2121人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算(2) 根据力的平衡条件进行求解(3) 根据牛顿第二定律进行求解对点训练：典例 1：（弹力的有无及方向）如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成 角的细绳拴接一小球当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正 确的是( )a细绳一定对小球有拉力的作用b轻弹簧一定对小球有弹力的作用c 细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力d 细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不

3、一定有弹力【答案】d典例 1 解码：若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加 速度 agtan ，则轻弹簧对小球无弹力，d 正确典例 2：（轻绳模型中的 “死结 ”和“活结”问题）(多选) 如图所示，用滑轮将质量为 m 、m的两物体悬挂起来，忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦，使得 0180，整个系统处于平 衡状态，关于 m 、m 的大小关系应为( )a m 必大于 m2cm 可能等于 m 12mbm 必大于2dm 可能大于 m 122 / 71 2 1 322212 111 21000人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算【答案】bcd典例

4、2 解码：选 bcd.结点 o 受三个力的作用，如图所示，系统平衡时 f f m g，f m mm g，所以 2m gcos m g，m ，所以 m 必大于 .当 120时，m m ；当 2 22cos2120时，mm ；当 120时，m m ，故 b、c、d 选项正确 2 1 2典例 3. ( 轻弹簧模型中胡克定律的应用) 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 p，系统处于静止状态现用一竖直向上的力 f 作用在 p 上，使其向上做匀加速直线运动以 x 表示 p 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示 f 和 x 之间关系的 图象可能正确的是( )【答案】典例 3 解码:假

5、设物块静止时弹簧的压缩量为 x ，则由力的平衡条件可知 kx mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得 fk(x x)mgma，由以上两式解得 fkxma，显然 f 和 x 为一次函数关系，且在 f 轴上有截距，则 a 正确， b、c、d 错误典例 4：(轻杆模型中的铰链问题)如图甲所示，轻杆 ob 可绕 b 点自由转动，另一端 o 点用细绳 oa 拉住，固定在左侧墙壁上，质量为 m 的重物用细绳 oc 悬挂在轻杆的 o 点，oa与轻杆的夹角boa30.乙图中水平轻杆 ob 一端固定在竖直墙壁上，另一端 o 装有小滑 轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为 m 的重物

6、，图中boa30，求：3 / 7t1t1 t2tan 302n2 2人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算(1) 甲、乙两图中细绳 oa 的拉力各是多大？(2) 甲图中轻杆受到的弹力是多大？(3) 乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？典例 4 解码：(1)由于甲图中的杆可绕 b 转动，是转轴杆(是“活杆”)，故其受力方向沿杆方向，o 点的受力情况如图(a)所示，则 o 点所受绳子 oa 的拉力 f 、杆的弹力 f 的合力与物体t1 n1mg的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，f 2mg；乙图中是用一sin 30细绳跨过滑轮悬挂物体的，由于 o 点处是滑轮，

7、它只是改变绳中力的方向，并未改变力的 大小，且 aoc 是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力为f f mg.mg(2)由图(a)可知，甲图中轻杆受到的弹力为 f f 3mg.n1 n1(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图(b)所示，由于杆 ob 不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿 ob 方向即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反，由图(b) 可得，f 2mgcos 60mg，则所求力 f f mg.【答案】(1)2mg mg (2) 3mg (3)mg针对训练：1.图中各物体均处于静止状态图中画出了小球 a 所受弹力的情况，其中正确( )4 / 7n2tt

8、人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算【答案】c【解析】一般来讲轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，选项 a 中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，所以 a 错选项 b中，如果左边的绳有拉力的话，竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故 b 错对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)， 即 d 中大半圆对小球的支持力 f 应是沿着过小球与圆弧接触点的半径且指向圆心的弹力，所以 d 错球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而 指向受力物体，所以

9、c 正确2.如图所示，两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为 m 的小球在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块平衡时，a、b 间的距 离恰好等于圆弧的半径不计所有摩擦小物块的质量为( )m 3a. b.2 2m cm d2m【答案】 c【解析】 如图所示，圆弧的圆心为 o，悬挂小物块的点为 c，由于 abr， aob 为等 边三角形，同一条细线上的拉力相等，f mg，合力沿 oc 方向，则 oc 为角平分线，由几何关系知，acb120，故细线的拉力的合力与物块的重力大小相等，则每条细线上的拉 力 f gmg，所以小物块质量为 m，故 c

10、对3.如图所示，质量均为 m 的 a、b 两球，由一根劲度系数为 k 的轻弹簧连接静止于半径为 r的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为 r 且球半径远小于碗的半径则弹簧的原长为 ( )5 / 70a ba a人教版 2020 届高考物理考点-点对点专题强化-弹力的分析和计算mg mg 2 3mg a. r b. r c. rk 2k 3kd.3mg3kr【答案】d【解析】以 a 球为研究对象，小球受重力、弹簧的弹力和碗的支持力，如图所示mg mg由平衡条件，得：tan f kxmg解得：xktan 1r2 1根据几何关系得：cos ，则 tan 3，r 2mg 3mg所以 x ktan 3k3mg故弹簧原长 x r，故 d 正确3k4.如图为两种形式的吊车的示意图，oa 为可绕 o 点转动的轻杆，重量不计，ab 为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆 oa 在图(a)、(b)中的受力分别为 f 、f ，则下列关系正确的是( )a