高考物理复习 第二章 相互作用 第1讲 力、重力、弹力课件

1、第1讲力、重力、弹力知识梳理知识梳理一、力一、力作用效果改变物体的运动状态运动状态或使物体发生形变形变三要素大小大小、方向方向、作用点作用点基本特征(1)物质性:力不能脱离物体而独立存在(2)相互性:物体间力的作用是相互相互的,只要有作用力,就一定有对应的反作用力反作用力(3)独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个物体是否受到其他力的作用无关(4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循平行四边形定则或三角形定则二、重力二、重力1.重力的产生重力的产生:由于地球地球对物体的吸引而使物体受到的力。2.重力的大小重力的大小:G=mg。3.重力的方向重力的方向:总是竖直向下竖直向下。4.

2、重心重心:因为物体各部分都受重力作用，可认为重力作用集中于一点,该点即称为重心。三、弹力三、弹力1.弹力产生的条件弹力产生的条件(1)两物体接触接触;(2)发生弹性形变弹性形变。2.弹力的方向弹力的方向:总是与物体形变方向相反总是与物体形变方向相反(1)轻绳的拉力沿绳指向绳收缩绳收缩的方向。(2)点与平面、平面与平面接触处的弹力垂直垂直于平面指向被压或被支持的物体。(3)弹簧弹力的方向:总是沿弹簧轴线弹簧轴线指向变回原长的方向。(4)杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿运动定律判定。3.弹力的大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律,其公式为F=kx。(2)非弹簧类弹力大小应由平衡条件平衡条件

3、或动力学规律求得。1.下列说法正确的是()A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在D.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,飞出后网球受力的施力物体不再是人D答案答案D甲对乙施力的同时,乙对甲也在施力,只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”如肚子、脸部等更能承受击打罢了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A错;“风吹草动”的施力物体是空气,B错;力不可以离开物体,磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的,磁场离不开磁铁,故C错;

4、网球飞出后受重力和阻力的作用,施力物体是地球和空气,故D正确。2.(多选)以下说法正确的是()A.自由下落的物体所受重力为零B.物体所受重力的方向总是垂直水平面向下C.悬挂在竖直绳子上的静止物体,对绳的拉力就是其重力D.把物体由赤道移到北极,若用天平称量,则示数在两地相同;若用弹簧测力计称量,则示数在北极略微增大答案答案BD物体在任何情况下都受重力,做自由落体运动时物体处于完全失重状态,但重力未变,A错;重力的方向总是竖直向下,即垂直水平面向下,B对;悬挂在竖直绳子上静止的物体,对绳子拉力的大小等于其重力,但不是重力,二者不是一个力,C错;天平所测量的是物体的质量,所以示数不变化,而弹簧测力计

5、测量的是物体的重力,它随物体所处的纬度不同而变化,在北极更大,D对。BD3.如图所示,跳水运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是()A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力B答案答案B跳板受到的压力是由于运动员的脚发生弹性形变要恢复原状而对跳板施加的力,故A错;运动员受到的支持力是由于跳板发生弹性形变要恢复原状对脚施加的弹力,故B对;跳板弯曲到最低点后使运动员向上加速,因此在最低点时运动员不是处于平衡状态,而是有向上的加速度,所以支持力大于

6、重力,故C错;跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力是相互作用力,大小相等方向相反,故D错。4.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.B.C.D.2121FFll2121FFll2121FFll2121FFll答案答案C由胡克定律可知:k=,得k=,k=,故C项正确。101Fll220Fll1221FFllC5.如图所示,一匀质木棒,搁置于台阶上保持静止,下图关于木棒所受的弹力的示意图中正确的是()答案答案D木棒的下端与地面接触,接触面为水平面,故弹力的方向

7、应该与地面垂直,木棒的上端与台阶的一点接触,弹力的方向和木棒垂直。D深化拓展深化拓展考点一考点一重力重力考点二考点二弹力弹力深化拓展深化拓展考点一重力考点一重力1.重力大小G=mg。重力的大小与运动状态无关,与所处的纬度和高度有关。因重力加速度随纬度的减小而减小,随高度的增加而减小,故同一物体的重力在赤道处最小,并随高度增加而减小。2.重力的方向总是“竖直向下”的,但并不一定“垂直地面”,也不一定指向地心。3.重力是由于地球的吸引而产生的,但重力并不等于地球的引力,它实际上是万有引力的一个分力。4.重心的位置与物体的形状和质量分布有关,不一定在物体上。1-1关于重力,下列说法正确的是()A.重

8、力就是地球对物体的吸引力B.只有静止的物体才受到重力C.物体在地球上无论运动状态如何,都受到重力的作用D.竖直悬挂的物体受到的重力就是它拉紧竖直悬绳的力答案答案C重力是地球对物体吸引力的一个分力,其另一分力提供物体随地球自转而绕地轴做匀速圆周运动的向心力,所以A错。地球上一切物体都要受到地球的吸引,都受到重力的作用,与运动状态无关,故B错、C对。物体受到的重力与它拉紧竖直悬绳的力是性质完全不同的两个力,前者是重力,后者是弹力,两力的施力物体和受力物体都不同,故D错。C1-2病人在医院里输液时,液体一滴一滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将()A.一直下降B.

9、一直上升C.先降后升D.先升后降答案答案C当瓶中盛满液体时,重心大致在瓶的中部,随着液体的滴出,重心先下降;当液体滴完时,重心大致在瓶的中部。C考点二弹力考点二弹力一、弹力的有无和方向的判断及其大小的计算一、弹力的有无和方向的判断及其大小的计算1.弹力有无的判断弹力有无的判断(1)根据弹力产生的条件直接判断。(2)利用假设法判断对于形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,看物体还能否保持原有的状态。(3)根据物体的运动状态分析依据物体的运动状态,由物体的受力平衡(或牛顿第二定律)列方程,或者定性判断弹力是否存在及弹力的方向。2.弹力的方向弹力的方向各种弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧轴

10、线在同一条直线上,指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体杆的弹力可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析3.弹力大小的计算方法弹力大小的计算方法(1)根据力的平衡条件进行求解。(2)根据胡克定律进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。2-1如下图所示的情景中,两个物体a、b(a、b均处于静止状态,接触面光滑)间一定有弹力的是()B答案答案B用假设法,即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无,A选项中a、b间如果存在弹力,则b给a的弹力水平向左,a将向左侧加速运动,显然与题

11、设条件不符;或者假设拿掉任意一个物体,另一个没有变化,则判断两者之间没有弹力,故A选项中a、b间无弹力作用;同理,对于C选项可以判断出a、b间没有弹力;对于D选项,也可以假设a、b间有弹力,则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上,因此,b不可能处于静止状态,故a、b间无弹力作用;B选项,假设拿掉任意一个物体,则另一个物体的状态将要发生变化,故a、b间一定存在弹力。2-2(多选)如图所示,轻质弹簧连接A、B两物体,A放在水平地面上、B的上端通过细线挂在天花板上;已知A的重力为8N、B的重力为6N、弹簧的弹力为4N。则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是()A.18N和10NB.4N和10

12、NC.12N和2ND.14N和2NBC答案答案BC设弹簧的弹力大小为F,如果弹簧被拉伸,A、B两物体的受力情况分别如图甲、乙所示,A物体满足:FN=GA-F=4N;B物体满足:FT=GB+F=10N,由牛顿第三定律知选项B正确。如果弹簧被压缩,A、B两物体的受力情况分别如图丙、丁所示,A物体满足:FN=GA+F=12N;B物体满足:FT=GB-F=2N,由牛顿第三定律知选项C正确。2-3如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:小车静止;小车以加速度a水平向右运动。答案答案FN=mg方向竖直向上FN=m方向与竖直方向夹角为

13、arctan且斜向右上方22gaag解析解析以小球为研究对象,其受力情况为:重力G和杆对它的弹力FN。当小车静止时,小球处于平衡状态,由平衡条件可知:G与FN必为一对平衡力,即大小相等,方向相反,故弹力FN的大小等于mg,方向竖直向上,如受力分析图甲所示。当小车水平向右运动时,设弹力方向与竖直方向夹角为,如受力分析图乙所示,根据牛顿第二定律有:FNsin=ma,FNcos=mg解得FN=mtan=可见,弹力FN的大小为m,方向与竖直方向夹角为arctan且斜向右上方。22gaag22gaag二、胡克定律的应用二、胡克定律的应用(1)在弹性限度内有F=kx,其中x为弹簧的形变量,而不是弹簧长度。

14、(2)当弹簧是处于伸长状态还是压缩状态不能确定时,要分别讨论研究。【情景素材教师备用】2-4如图所示,一根轻弹簧上端固定在O点,下端拴一个钢球P,球处于静止状态,现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一个时刻,都可以认为钢球处于平衡状态。若外力F的方向始终水平,移动中弹簧与竖直方向的夹角90,且弹簧的伸长量不超过其弹性限度,则下列给出的弹簧伸长量x与cos的函数关系图像中,最接近的是()答案答案D由题意可知钢球在移动过程中的任何位置都处于平衡状态,对钢球进行受力分析如图所示,又因为始终小于90,可知弹簧弹力F1和钢球重力之间的关系为F1cos=mg,由于弹簧伸长量不超过其弹

15、性限度,有弹力F1=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为伸长量。整理可得x=,即弹簧的伸长量与cos成反比,因此D选项正确。cosmgk2-5(多选)如图所示,在倾角为的光滑斜面上放有两块小物块,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1和m2的物块1、2拴接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在挡板上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢沿斜面向上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离挡板。在此过程中,下列说法正确的是()A.物块2沿斜面上升了B.物块2沿斜面上升了C.物块1沿斜面上升了D.物块1沿斜面上升了122() sinmm gk12112()sinkk m gk k121212()() sink