初高中物理衔接精编导学练第13讲 重力与弹力（解析版）

重力与弹力力的示意图1.力的三要素：力的大小、方向、作用点。2.力的示意图：画力的示意图方法：（1）确定受力物体；（2）在受力物体上找好作用点；（线段的起点或终点：表示力的作用点。）（3）沿力的方向画一条带箭头的线段；（线段的长短：表示力的大小；箭头：表示力的方向。）（4）标出力的大小和单位。【例1】如图室内天花板上静止悬挂着一只吊灯，灯绳对吊灯施加一个拉力，同时吊灯对灯绳也施加一个拉力，则这两个力的三要素（）

A．大小、方向和作用点都相同 B．大小、方向都相同，作用点不同C．大小相同，方向和作用点都不同 D．作用点相同，大小、方向都不同【答案】C【详解】灯绳对吊灯施加的拉力和吊灯对灯绳施加的拉力是一对相互作用力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。重力1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小又叫重量。2.重力的公式：G=mg其中G表示重力（N），m表示质量（㎏），g是9.8N/㎏，粗略计算：g取10N/㎏3.重力的方向：竖直向下。应用：重垂线4.重心：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀，外形规则物体的重心在物体的几何中心。重心不一定在物体上。【例2】如图所示，铅垂线利用了重力的方向竖直向下，图中在检测窗台水平时，可以知道该窗台（）

A．左右相平 B．右面高，左面低C．左面高，右面低 D．无法判断【答案】C【详解】重力的方向总是竖直向下的。通过图可以看出，垂线偏右，所以右面低，左面高，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。三、弹力1.形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。形变的原因是物体受到了外力。2.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。3.弹力产生的条件：接触；发生形变。4.弹力的方向：轻绳（线）的弹力方向沿绳（线）收伸缩方向；面面接触（或点面接触）物体间的弹力垂直于切面并指向受力物体。弹力大小：用弹簧测力计测弹力大小。在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。（弹簧伸长长度跟所受拉力成正比）可根据二力平衡来求弹力大小。【例3】关于弹力，下列说法错误的是（）A．弹力是指弹簧形变时对其他物体的作用B．压力、支持力、拉力都属于弹力C．在弹性限度内，同一弹簧受到的拉力越大伸长越长D．弹力是指发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对接触它的物体产生的力【答案】A【详解】A．发生弹性形变的物体都会产生弹力，弹力不是仅弹簧具有的，故A错误，符合题意；B．压力、支持力、拉力都是按照作用效果命名的弹力，他们都属于弹力，故B正确，不符合题意；C．在弹性限度内，同一弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故C正确，不符合题意；D．弹力是指物体发生弹性形变时，对与它接触的物体产生的力，故D正确，不符合题意。故选A。重力【初高中变化】初高中物理对重力的产生、大小、方向和重心的认识，没有本质上的区别，但在高中物理中对于重力的方向重点强调了竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面，但垂直于水平面，这一点在初中物理中不会有太多强调；同时，对于质量分布不均形状不规则的物体重心也在高中物理中有了进一步说明。1.重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小：G＝mg(3)方向：竖直向下关键提醒：①竖直向下就是垂直于水平面向下。②竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面向下。(4)重心：①定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。重心可以看作是物体所受重力的作用点。重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。②决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。【例1】帝企鹅是南极常见的一种动物，如图所示的是一只处在南极极点的帝企鹅。如果把地球看成一个均匀的球体，关于此帝企鹅与重力有关的问题，下列说法中正确的是（）

A．帝企鹅的重心一定在其体外B．帝企鹅受到的重力不一定等于地球对它的吸引力C．帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心D．帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力【答案】C【详解】A．帝企鹅正常站立时，重心在其体内，故A错误；BC．处在南极极点的帝企鹅的向心力为0，其所受的重力与地球对它的吸引力相等，此时重力的方向指向地心，故B错误，C正确；D．帝企鹅对地面的压力与其受到的重力是两种不同性质的力，故D错误；故选C。2.力的图示和力的示意图【初高中变化】初中物理只是要求会画力的示意图，并不要求画力的图示，但高中物理要求会画力的图示。力的图示和力的示意图最主要的区别在于力的图示需要画图前先要选好多长的线段代表多大的力，也就是说需要先选择线段和力的“标度”。当然在高中物理实际的应用中主要画力的示意图。(1)力的图示：力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法，叫作力的图示。(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。【例2】小王同学用水平向右的拉力F拉小车，F的大小为200N，下列关于拉力的图示正确的是A．B．C． D．【答案】C【详解】A．图中没有标度，只是力的示意图，故A错误；B．图中没有标度，故B错误；C．图中有作用点，有大小，有方向，且确立标度，故C正确；D．拉力的方向应该向右，故D错误．弹力【初高中变化】初高中物理对于弹力的定义和条件是一样的，但在高中物理中对于弹力方向的认识，所涉及的情况要比初中物理的多，主要涉及到面、绳、杆三大类，同时要求会判断弹力有无的问题。1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。2.弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。3.产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触。(2)发生弹性形变。4.几种常见弹力的方向5.弹力有无的判断方法根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生形变。(1)对形变明显的情况可以直接判断。(2)对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力。(3)根据物体的运动状态，利用力的平衡条件来进行判定。【例3】如图所示，将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态。若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是（）

A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．甲容器的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．乙容器的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用【答案】A【详解】如果将各容器的侧壁搬离，我们可以知道钢球还能处于静止状态，所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用。故选A。【例4】体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是（）A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向【答案】D【详解】点面接触时，弹力方向垂直于接触面，所以足球受到沿垂直于斜台斜向左上方的弹力。故选D。三、胡克定律【初高中变化】初中物理只是涉及到了用弹簧测力计测弹力的大小，定性的说明了弹簧弹力大小和弹簧伸长量的关系，但高中物理中通过胡克定律明确了弹簧弹力大小和弹簧伸长量之间的定量关系，并且还通过F-x图像更加形象直观的反映了二者之间的关系。1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。2.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。3.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx。4.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。5.F－x图像：为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，在弹性限度内同一根弹簧的劲度系数是不变的。6.由F1＝kx1、F2＝kx2，得ΔF＝kΔx，即弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比关系。【例5】如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是（）A．弹簧的劲度系数是2N/mB．弹簧的劲度系数是2×103N/mC．当弹簧受F2＝800N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝80cmD．当弹簧伸长量x1＝20cm时，拉力F1＝200N【答案】B【详解】AB．图线的斜率表示弹簧的劲度系数故A错误，B正确；C．由图可知，当弹簧受F2＝800N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40cm。故C错误；D．当弹簧伸长量x1＝20cm时，根据F＝kx可得拉力F1＝400N，故D错误。故选B。1．如图所示为一辆洒水车及其剖面图，洒水车的水罐内装满了水，当洒水车在水平路面上进行洒水作业时，水罐和水的共同重心将（）A．先上升后下降 B．一直上升 C．一直下降 D．先下降后上升【答案】D【详解】装满水的水罐和水整体的重心近似在几何中心，随着水从阀门不断流出，重心位置不断下降，当水快流完时，重心又上升，最后又处于几何中心，故重心的位置先下降后上升；故D正确。故选D。2．如图，建筑工人为检查墙砌得是否符合要求，通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了（）A．重力的作用点在重心上 B．重力的大小与质量成正比C．重力的方向总是竖直向下 D．重力的方向总是垂直向下【答案】C【详解】砖头受重力和细绳的拉力作用，因重力的方向总是竖直向下，则细线的拉力是竖直向上的，即细线是竖直的，由此来判断墙面是否竖直。故选C。3．如图所示，关于击掌这一动作，下列说法正确的是（）A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的C．甲同学手掌形变的方向是向右的D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的【答案】B【详解】A．甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，故A错误；B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，故B正确；C．甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，故C错误；D．乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，故D错误。故选B。4．如图甲所示，小车上固定的一根直杆A，顶端固定着一个小球B，现小车从斜面上匀速下滑，如图乙所示，则小球受到的弹力方向正确的是（）A．沿杆方向向上B．沿杆方向向下C．竖直向上D．上面说法均不正确【答案】C【详解】由杆产生弹力条件可知，杆产生的弹力的方向不一定沿着杆的方向。小球在重力和弹力作用下沿斜面做匀速直线运动，重力和弹力是一对平衡力，所以弹力与重力大小相等，方向相反，在一条直线上，即弹力方向竖直向上。故选C。5．如图所示的装置中，弹簧的原长和劲度系数都相等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3，其大小关系是（）A．L1=L2=L3 B．L1=L2<L3C．L1=L2>L3 D．L1>L2>L3【答案】A【详解】对三个图中的小球A受力分析，可知三根弹簧受到的弹力大小相等，即有根据胡克定律得故选A。6．如图甲是乒乓球发球时的路径图，在乒乓球与桌面作用时，乒乓球受到桌面的弹力方向如图乙，正确的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】在乒乓球与桌面作用时，乒乓球受到桌面的弹力方向应该垂直桌面竖直向上。故选B。7．2020年2月13日凌晨，我国空军共出动包括6架运­20和2架运­9在内的3型11架运输机，分别从乌鲁木齐、沈阳、西宁、天津、张家口、成都、重庆7地机场起飞，将近千名军队医疗队员和74吨医疗物资运往武汉，支援新冠病毒疫情的斗争，这是国产运­20首次参加非战争军事行动，展现了中国空军强大的战略运输能力，如图所示。关于运­20运输机受到的重力，下列说法正确的是（）A．运­20受到的重力指向地心B．运­20受重力的同时，它也对地球产生吸引C．运­20受到的重力的施力物体是地球D．运­20匀速飞行时，它不受重力作用【答案】BC【详解】A．重力的方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；B．由于地球对运­20的吸引而使运­20受到重力，同时运­20对地球也产生吸引，B正确；C．任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确；D．地球附近的任何物体都受重力作用，与运动状态无关，D错误。故选BC。8．关于胡克定律，下列说法正确的是（）A．由可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B．由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小【答案】ACD【详解】A．由可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比，故A正确；BC．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧