（北京專用）高考物理一輪復習 第二章 相互作用 第1講 力、重力、彈力課件

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1、第1講力、重力、彈力知識梳理知識梳理一、力一、力作用效果改變物體的運動狀態(tài)運動狀態(tài)或使物體發(fā)生形變形變?nèi)卮笮〈笮?、方向方向、作用點作用點基本特征(1)物質(zhì)性:力不能脫離物體而獨立存在(2)相互性:物體間力的作用是相互相互的,只要有作用力,就一定有對應的反作用力反作用力(3)獨立性:一個力作用于某個物體上產(chǎn)生的效果,與這個物體是否受到其他力的作用無關(4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的運算遵循平行四邊形定則或三角形定則二、重力二、重力1.重力的產(chǎn)生重力的產(chǎn)生:由于地球地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。2.重力的大小重力的大小:G=mg。3.重力的方向重力的方向:總是豎直向下豎直向下。4.

2、重心重心:因為物體各部分都受重力作用，可認為重力作用集中于一點,該點即稱為重心。三、彈力三、彈力1.彈力產(chǎn)生的條件彈力產(chǎn)生的條件(1)兩物體接觸接觸;(2)發(fā)生彈性形變彈性形變。2.彈力的方向彈力的方向:總是與物體形變方向相反總是與物體形變方向相反(1)輕繩的拉力沿繩指向繩收縮繩收縮的方向。(2)點與平面、平面與平面接觸處的彈力垂直垂直于平面指向被壓或被支持的物體。(3)彈簧彈力的方向:總是沿彈簧軸線彈簧軸線指向變回原長的方向。(4)桿的彈力方向要依照平衡條件或牛頓運動定律判定。3.彈力的大小(1)彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵從胡克定律,其公式為F=kx。(2)非彈簧類彈力大小應由平衡條件平衡條件

3、或動力學規(guī)律求得。1.下列說法正確的是()A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,說明甲對乙施加了力,而乙未對甲施加力B.“風吹草動”,草受到了力,但沒有施力物體,說明沒有施力物體的力也是存在的C.磁鐵吸引鐵釘時,磁鐵不需要與鐵釘接觸,說明力可以脫離物體而存在D.網(wǎng)球運動員用力擊球,網(wǎng)球受力后飛出,飛出后網(wǎng)球受力的施力物體不再是人D答案答案D甲對乙施力的同時,乙對甲也在施力,只不過甲的“拳頭”比乙“被打的部位”如肚子、臉部等更能承受擊打罷了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A錯;“風吹草動”的施力物體是空氣,B錯;力不可以離開物體,磁鐵對鐵釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場發(fā)生的,磁場離不開磁鐵,故C錯;

4、網(wǎng)球飛出后受重力和阻力的作用,施力物體是地球和空氣,故D正確。2.(多選)以下說法正確的是()A.自由下落的物體所受重力為零B.物體所受重力的方向總是垂直水平面向下C.懸掛在豎直繩子上的靜止物體,對繩的拉力就是其重力D.把物體由赤道移到北極,若用天平稱量,則示數(shù)在兩地相同;若用彈簧測力計稱量,則示數(shù)在北極略微增大答案答案BD物體在任何情況下都受重力,做自由落體運動時物體處于完全失重狀態(tài),但重力未變,A錯;重力的方向總是豎直向下,即垂直水平面向下,B對;懸掛在豎直繩子上靜止的物體,對繩子拉力的大小等于其重力,但不是重力,二者不是一個力,C錯;天平所測量的是物體的質(zhì)量,所以示數(shù)不變化,而彈簧測力計

5、測量的是物體的重力,它隨物體所處的緯度不同而變化,在北極更大,D對。BD3.如圖所示,跳水運動員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點時,下列說法正確的是()A.跳板發(fā)生形變,運動員的腳沒有發(fā)生形變B.運動員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的C.此時跳板對運動員的支持力和運動員的重力等大D.此時跳板對運動員的支持力大于運動員對跳板的壓力B答案答案B跳板受到的壓力是由于運動員的腳發(fā)生彈性形變要恢復原狀而對跳板施加的力,故A錯;運動員受到的支持力是由于跳板發(fā)生彈性形變要恢復原狀對腳施加的彈力,故B對;跳板彎曲到最低點后使運動員向上加速,因此在最低點時運動員不是處于平衡狀態(tài),而是有向上的加速度,所以支持力大于

6、重力,故C錯;跳板對運動員的支持力和運動員對跳板的壓力是相互作用力,大小相等方向相反,故D錯。4.一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時長度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時長度為l2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為()A.B.C.D.2121FFll2121FFll2121FFll2121FFll答案答案C由胡克定律可知:k=,得k=,k=,故C項正確。101Fll220Fll1221FFllC5.如圖所示,一勻質(zhì)木棒,擱置于臺階上保持靜止,下圖關于木棒所受的彈力的示意圖中正確的是()答案答案D木棒的下端與地面接觸,接觸面為水平面,故彈力的方向

7、應該與地面垂直,木棒的上端與臺階的一點接觸,彈力的方向和木棒垂直。D深化拓展深化拓展考點一考點一重力重力考點二考點二彈力彈力深化拓展深化拓展考點一重力考點一重力1.重力大小G=mg。重力的大小與運動狀態(tài)無關,與所處的緯度和高度有關。因重力加速度隨緯度的減小而減小,隨高度的增加而減小,故同一物體的重力在赤道處最小,并隨高度增加而減小。2.重力的方向總是“豎直向下”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產(chǎn)生的,但重力并不等于地球的引力,它實際上是萬有引力的一個分力。4.重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關,不一定在物體上。1-1關于重力,下列說法正確的是()A.重

8、力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.只有靜止的物體才受到重力C.物體在地球上無論運動狀態(tài)如何,都受到重力的作用D.豎直懸掛的物體受到的重力就是它拉緊豎直懸繩的力答案答案C重力是地球?qū)ξ矬w吸引力的一個分力,其另一分力提供物體隨地球自轉而繞地軸做勻速圓周運動的向心力,所以A錯。地球上一切物體都要受到地球的吸引,都受到重力的作用,與運動狀態(tài)無關,故B錯、C對。物體受到的重力與它拉緊豎直懸繩的力是性質(zhì)完全不同的兩個力,前者是重力,后者是彈力,兩力的施力物體和受力物體都不同,故D錯。C1-2病人在醫(yī)院里輸液時,液體一滴一滴從玻璃瓶中滴下,在液體不斷滴下的過程中,玻璃瓶連同瓶中液體共同的重心將()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當瓶中盛滿液體時,重心大致在瓶的中部,隨著液體的滴出,重心先下降;當液體滴完時,重心大致在瓶的中部。C考點二彈力考點二彈力一、彈力的有無和方向的判斷及其大小的計算一、彈力的有無和方向的判斷及其大小的計算1.彈力有無的判斷彈力有無的判斷(1)根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷。(2)利用假設法判斷對于形變不明顯的情況,可假設兩個物體間不存在彈力,看物體還能否保持原有的狀態(tài)。(3)根據(jù)物體的運動狀態(tài)分析依據(jù)物體的運動狀態(tài),由物體的受力平衡(或牛頓第二定律)列方程,或者定性判斷彈力是否存在及彈力的方向。2.彈力的方向彈力的方向各種彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧軸

10、線在同一條直線上,指向彈簧恢復原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體桿的彈力可能沿桿,也可能不沿桿,應具體情況具體分析3.彈力大小的計算方法彈力大小的計算方法(1)根據(jù)力的平衡條件進行求解。(2)根據(jù)胡克定律進行求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解。2-1如下圖所示的情景中,兩個物體a、b(a、b均處于靜止狀態(tài),接觸面光滑)間一定有彈力的是()B答案答案B用假設法,即假設存在法或假想分離法判斷彈力的有無,A選項中a、b間如果存在彈力,則b給a的彈力水平向左,a將向左側加速運動,顯然與題

11、設條件不符;或者假設拿掉任意一個物體,另一個沒有變化,則判斷兩者之間沒有彈力,故A選項中a、b間無彈力作用;同理,對于C選項可以判斷出a、b間沒有彈力;對于D選項,也可以假設a、b間有彈力,則a(斜面)對b的彈力將垂直于斜面向上,因此,b不可能處于靜止狀態(tài),故a、b間無彈力作用;B選項,假設拿掉任意一個物體,則另一個物體的狀態(tài)將要發(fā)生變化,故a、b間一定存在彈力。2-2(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體,A放在水平地面上、B的上端通過細線掛在天花板上;已知A的重力為8N、B的重力為6N、彈簧的彈力為4N。則地面受到的壓力大小和細線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設彈簧的彈力大小為F,如果彈簧被拉伸,A、B兩物體的受力情況分別如圖甲、乙所示,A物體滿足:FN=GA-F=4N;B物體滿足:FT=GB+F=10N,由牛頓第三定律知選項B正確。如果彈簧被壓縮,A、B兩物體的受力情況分別如圖丙、丁所示,A物體滿足:FN=GA+F=12N;B物體滿足:FT=GB-F=2N,由牛頓第三定律知選項C正確。2-3如圖所示,小車上固定著一根彎成角的曲桿,桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球,試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向:小車靜止;小車以加速度a水平向右運動。答案答案FN=mg方向豎直向上FN=m方向與豎直方向夾角為

13、arctan且斜向右上方22gaag解析解析以小球為研究對象,其受力情況為:重力G和桿對它的彈力FN。當小車靜止時,小球處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知:G與FN必為一對平衡力,即大小相等,方向相反,故彈力FN的大小等于mg,方向豎直向上,如受力分析圖甲所示。當小車水平向右運動時,設彈力方向與豎直方向夾角為,如受力分析圖乙所示,根據(jù)牛頓第二定律有:FNsin=ma,FNcos=mg解得FN=mtan=可見,彈力FN的大小為m,方向與豎直方向夾角為arctan且斜向右上方。22gaag22gaag二、胡克定律的應用二、胡克定律的應用(1)在彈性限度內(nèi)有F=kx,其中x為彈簧的形變量,而不是彈簧長度。

14、(2)當彈簧是處于伸長狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)不能確定時,要分別討論研究?！厩榫八夭慕處焸溆谩?-4如圖所示,一根輕彈簧上端固定在O點,下端拴一個鋼球P,球處于靜止狀態(tài),現(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F,使球緩慢偏移,在移動中的每一個時刻,都可以認為鋼球處于平衡狀態(tài)。若外力F的方向始終水平,移動中彈簧與豎直方向的夾角90,且彈簧的伸長量不超過其彈性限度,則下列給出的彈簧伸長量x與cos的函數(shù)關系圖像中,最接近的是()答案答案D由題意可知鋼球在移動過程中的任何位置都處于平衡狀態(tài),對鋼球進行受力分析如圖所示,又因為始終小于90,可知彈簧彈力F1和鋼球重力之間的關系為F1cos=mg,由于彈簧伸長量不超過其彈

15、性限度,有彈力F1=kx,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為伸長量。整理可得x=,即彈簧的伸長量與cos成反比,因此D選項正確。cosmgk2-5(多選)如圖所示,在傾角為的光滑斜面上放有兩塊小物塊,勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1和m2的物塊1、2拴接,勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接,下端壓在擋板上(不拴接),整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)施力將物塊1緩慢沿斜面向上提,直到下面那個彈簧的下端剛脫離擋板。在此過程中,下列說法正確的是()A.物塊2沿斜面上升了B.物塊2沿斜面上升了C.物塊1沿斜面上升了D.物塊1沿斜面上升了122()sinmm gk12112()sinkk m gk k121212()()sinkkmmgk k22sinm gk答案答案BD上提物塊1之前,兩彈簧均處于壓縮狀態(tài),由平衡條件可得:k1x1=m1gsin,k2x2=(m1+m2)gsin,上提到下面彈簧的下端剛脫離擋板時,下面彈簧處于原長狀態(tài),因此物塊2沿斜面上升了x2=,A錯誤、B正確;此時上面彈簧處于伸長狀態(tài),對物塊2應用平衡條件可得:m2gsin=k1x1,因此物塊1沿斜面上升的距離為x1+x1+x2=,故D正確、C錯誤。122()sinmm gk121212()()sinkkmm gk k