2023学年完整公开课版重力弹力

课件编辑说明第3讲重力、弹力知识自查必备│考点互动探究│教师备用习题考试标准知识内容考试要求说明重力、基本相互作用c不要求多个弹簧的串、并联问题.弹力c知识自查必备【知识总览】知识自查必备【辨别明理】(1)自由下落的物体所受重力为零. (

)(2)重力的方向不一定指向地心. (

)(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间. (

)(4)相互接触的物体间一定有弹力. (

)(5)F=kx中“x”表示弹簧形变后的长度. (

)×√√××考点互动探究1.(重心)(多选)[鲁科版必修1改编]

在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水.下列说法正确的是 (

)A.陶瓶的重心在装水前后始终不变B.陶瓶的重心随装水的多少发生变化C.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方D.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方考点一关于重力、弹力有无的判断BD考点互动探究[解析]当陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的上方,用绳悬挂放进水中,瓶倾倒,水自动流入;瓶中装入适量水时,重心降到吊耳下方;瓶中装满水时,重心又高于吊耳,瓶会自动倾倒,倒出多余的水.重心随装水的多少发生变化,选项B、D正确.考点互动探究2.(力的示意图)画出图中物体A受力的示意图.考点互动探究[答案]如图所示考点互动探究3.(弹力有无的判断)(多选)如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于拉直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的 (

)A.F1

B.F2

C.F3

D.F4BC考点互动探究[解析]由于小球B处于静止状态,且细线OB沿竖直方向,因此细线AB无弹力,对小球A受力分析,由于它受力平衡,根据小球A受到的细线的拉力和重力的方向可知,施加给小球A的力F可能沿F2或F3的方向,故选项B、C正确.考点互动探究1.重力方向与重心(1)重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素:①物体的几何形状;②物体的质量分布.■要点总结考点互动探究2.弹力有无的判断(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)假设法:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.(3)状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.考点互动探究考点二弹力的分析与计算1.弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).考点互动探究2.弹力大小:除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.考点互动探究1.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上.为了方便,将它们画在同一图上,如图所示,其重心分别用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分别表示三个圆柱体对槽的压力,则 (

)

A.FN1=FN2=FN3B.FN1<FN2<FN3C.FN1>FN2>FN3D.FN1=FN3>FN2A考点互动探究[解析]每个圆柱体均受重力和槽的支持力,重力相同,根据平衡条件可知,槽的支持力与重力大小相等,与重心的位置无关,根据牛顿第三定律可知,三个圆柱体对槽的压力大小相等.考点互动探究2.(由状态分析弹力方向)(多选)如图所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g) (

)A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方,可能不沿杆AD考点互动探究

考点互动探究

B考点互动探究

考点互动探究(1)任何弹力都是由于形变引起的.(2)对于难以观察到的微小形变,通常从状态出发,利用“假设法”、平衡条件和牛顿第二定律等确定弹力是否存在及弹力的大小和方向.(3)胡克定律适用于能发生明显形变的弹簧、橡皮筋等物体.■要点总结考点互动探究考点三轻绳、轻杆、轻弹簧模型【物理建模】对比项弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能轻杆拉力、支持力不确定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线否橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向否

考点互动探究考向一

轻绳(活结与死结)1.“活结”:跨过光滑滑轮(或杆、钉子)的轻绳,其两端张力大小相等.2.“死结”:如果几段轻绳系在一个结点上,那么这几段轻绳的张力大小不一定相等.考点互动探究

C考点互动探究

考点互动探究变式题节日里悬挂灯笼是我国的一种民俗.由于建筑物位置原因,悬挂时A、B点高度不同,如图所示,B点高于A点,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是 (

)A.FA一定小于GB.FA一定小于FBC.FA与FB大小相等D.FA与FB大小之和等于GB考点互动探究[解析]以O点为研究对象作出受力分析图,如图所示,由于B点比A点高,根据几何关系可知α>β,O点受到FA、FB、FT三个力作用,根据平衡条件可知,FA与FB的合力与重力G大小相等,方向相反,所以此合力的方向竖直向上,根据几何关系可知FB>FA,但不能判断FA与G的大小关系,根据三角形中两边之和大于第三边可知,FA与FB大小之和大于G,故B正确,A、C、D错误.考点互动探究考向二

轻弹簧“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性:(1)在弹性限度内,弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量.(2)轻弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零.(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.轻弹簧(或橡皮绳)上的力不能突变.考点互动探究例2(多选)如图所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,如果 (

)A.a被拉长,则b一定被拉长B.a被压缩,则b一定被压缩C.b被拉长,则a一定被拉长D.b被压缩,则a一定被拉长BC考点互动探究[解析]对物体受力分析,由平衡条件可知,当a对物体有拉力Fa时,若Fa>mg,则b被拉长,若Fa<mg,则b被压缩,若Fa=mg,则b处于自然状态,选项A错误;同理,选项D错误;若a被压缩,则b对物体施加的一定是向上的支持力,即b一定被压缩,选项B正确;同理,选项C正确.考点互动探究变式题(多选)[2019·南浔联考]

四个完全相同的轻质弹簧测力计的外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连,挂钩一端施加沿轴线方向的恒力,大小为F,如图所示的四种情况中说法正确的是 (

)A.如果图甲中的物体静止在水平地面上,那么弹簧测力计的读数可能小于FB.如果图乙中的物体静止在斜面上,那么弹簧测力计的读数一定等于FC.如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上,那么弹簧测力计的读数一定等于FD.如果已知图丁中水平地面光滑,则由于物体的质量未知,无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系BC考点互动探究[解析]处于轻质弹簧来说,无论与其相连的物体处于什么样的运动状态,弹簧两端所受的拉力都相等,所以轻质弹簧测力计的读数一定等于挂钩上的拉力,即弹簧测力计的读数一定等于F,故B、C正确,A、D错误.考点互动探究考向三

轻杆(活杆与死杆)1.“活杆”:即一端由铰链相连的轻质活动杆,它的弹力方向一定沿杆的方向.2.“死杆”:即轻质固定杆,它的弹力方向不一定沿杆的方向,需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得.考点互动探究例3图甲中轻绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻绳EG拉住,EG与水平方向成30°角,轻杆的G端用轻绳GF拉住一个质量为M2的物体,重力加速度为g.求:(1)轻绳AC段的张力FTAC与轻绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力.考点互动探究

考点互动探究

教师备用习题1.如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上,D物体悬挂在线的下端时线恰好竖直,且D物体与斜面接触.若接触面均光滑,所有物体均静止,下列说法中正确的是 (

)A.A对B的弹力方向水平向右B.C对地面的压力大小等于C的重力C.D对斜面没有压力作用D.斜面对D的支持力垂直斜面向上C教师备用习题[解析]物体接触并产生弹性形变时就能产生弹力作用,无法直接判断有无形变时,可用假设法.若A、B间有弹力作用,则A、B不能保持静止状态,所以A和B之间没有弹力,A错误;C对A、B产生向下的压力作用,对地面并不产生压力,B错误;如果去掉斜面,D物体仍然静止,保持原来的状态,所以D与斜面之间没有弹力作用,C正确,D错误.教师备用习题2.如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像.根据图像判断,正确的结论是 (

)A.弹簧的原长为6cmB.弹簧的劲度系数为1N/mC.可将图像中右侧的图线无限延长D.该弹簧两端各加2N拉力时,弹簧的长度为10cmA教师备用习题

教师备用习题3.(多选)如图所示,某同学通过滑轮组将一重物吊起,该同学对绳的竖直拉力为F1,对地面的压力为F2,不计滑轮与绳的重力及摩擦,则在重物缓慢上升的过程中,下列说法正确的是 (

)A.F1逐渐变小B.F1逐渐变大C.F2逐渐变小D.F2先变大后变小BC教师备用习题

教师备用习题4.如图所示的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来代替轻杆,若要求继续保持平衡,则 (