2012高考总复习物理课件4力、重力和弹力.ppt

内容要 求 说明 滑动摩擦、静摩擦、动 摩擦因数 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 共点力的平衡 实验 ：探究弹力和弹簧 伸长的关系 实验 ：验证 力的平行四 边形定则 要求会正确使 用的仪器为 弹簧测力计 力的概念是贯穿于整个高中物理的基本概念 在物理学的各分支领域中都有大量的应用， 是高考中的必考内容，其中弹力、摩擦力的考 查是高考中的一个热点问题 ，一般需要对物 体进行受力分析并利用牛顿定律等知识进 行 综合分析才能求解，是历年高考的必考内容 物体的平衡是本章知识的综合应用，同时也 是考查的重点、难点，需建立在对各种力的 产生条件、受力情况分析及力的合成与分解的 基础上求解 在复习常见的三种力时，应当多与生活中 的事例相结合，在感性认知的基础上正确建 立这些力的概念静摩擦力是一种非常“聪 明”的力，它的大小、方向、存亡都会随其 他力发生变化因此分析静摩擦力，应会从 物体的运动状态和应用牛顿运动定律来进 行分析对于弹力的复习，通过若干具体 实例的分析、练习 ，掌握各种常见弹 力如 拉力、压力、支持力的方向特别是轻杆的 弹力，当杆受力较复杂时 ，杆中弹力的方 向要具体问题 具体分析关于弹簧的弹力 大小，遵守胡克定律，要求定量分析 在理解和掌握了各种常见力以后，多做一些 受力分析的习题 ，在练习 中要注意养成良 好的受力分析习惯 ，提高受力分析的熟练性 、正确性、规范性 课时4 力、重力和弹力 基础梳理 1力 概念：力是物体对物体的作用 基本特征： (1)力的物质性：力的作用不能离开物体而存 在，有力必有受力物体和施力物体 (2)力的相互性：物体之间力的作用总是相互 的，施力物体同时也是受力物体 (3)力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有 方向 (4)力的作用效果：使物体发生形变或使物体 运动状态发 生变化(物体的速度发生变化， 即产生加速度) (5)力的三要素：力的大小、方向和作用点 要注意力的图示与受力示意图的区别 2重力 概念：由于地球的吸引而使物体受到的力叫 重力地面附近的一切物体，无论其运动状 态如何，都受重力作用 表达式：Gmg. 基本特征： (1)在同一个地点g值是一个不变的常数，而 在不同地点g值不同，物体所受重力随其所 在地球上纬度的不同而改变，随物体所在高 度的不同而改变 (2)重力的方向：竖直向下(不是垂直向下) (3)重力的作用点重心：物体的每一部分都 受到重力的作用，但为了研究问题简单 ， 我们认为 一个物体的重力集中作用在一点上 ，这一点称为物体的重心 疑难详析 1力的分类 (1)按性质的不同，分为重力、弹力、摩擦 力、电场 力、磁场力、万有引力等； (2)按效果的不同，分为拉力、推力、压力、 动力、阻力、向心力、支持力等； (3)按研究对象的不同，可分为内力与外力 2影响重心位置的因素：质量分布和形状 (1)质量分布均匀的物体的重心位置，只与物 体的形状有关质量分布均匀形状规则 的物 体，它的重心在其几何中心上 (2)质量分布不均匀的物体的重心不在其几何 中心此时，物体的重心可用悬挂法、支持 法确定 (3)物体重心的位置不一定总在物体上，重心 可能在物体上，也可能在物体外例如圆环 、三角框架等，其重心都不在物体上 深化拓展 重力与万有引力的关系 图1 (1)重力虽然由万有引力产生，但重力一般不 等于万有引力重力与万有引力的关系如图 1所示，重力只是万有引力的一个分力，万 有引力的另一个分力提供物体随地球自转的 向心力只有在地球的南极和北极两地，物 体的重力与万有引力才大小相等； (2)重力是由于地球对物体的吸引而产生的， 但重力不是万有引力，这是两个不同性质的 力；重力的大小随纬度的增大而增大，随高 度的增加而减小但是，除非特别考查，一 般认为 在地球表面附近物体的重力大小不变 基础梳理 概念：发生弹性形变的物体，由于要恢复原 状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这 种力叫做弹力 表达式：Fkx(弹簧弹力的计算公式) 基本特征： (1)弹力是由于施力物体形变而引起的例如 物体a对物体b的弹力是由于物体a发生形变 而引起 (2)弹力产生的条件：物体直接相互接触； 物体发生弹性形变 疑难详析 1弹力的大小 弹力的大小与物体形变量有关，形变量越大 ，弹力越大 (1)对于难以观察的微小形变，可以由物体 的受力情况和运动情况运用物体平衡条件来 确定弹力大小 (2)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体， 弹力的大小可以由胡克定律计算 胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力F的大 小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比数 学表达式是：Fkx，还可以表示成Fkx ，其中k叫做弹簧的劲度系数，其数值上等 于弹簧发生单位长度形变时产 生的弹力大 小，它是用来描述弹簧的基本性质的物理量 劲度系数跟弹簧的长度、弹簧的材料、弹 簧丝的粗细都有关系，对于一个确定的弹 簧来说，它的劲度系数是一定的在国际 单位制中，劲度系数k的单位是牛/米 2弹力的方向 弹力的方向始终跟物体的形变方向相反，或 与使物体发生形变的外力方向相反凡是支 持物对物体的弹力，方向总是垂直于接触面 并指向受力物体凡是一根线(或绳)对物体 的弹力，方向总是沿线(或绳)收缩的方向 举例：轻绳 中的弹力方向始终沿着轻绳 杆中的弹力方向不一定沿杆 面与面、点与面接触处的弹力方向垂直于面 (曲面则垂直于接触点的切面) 深化拓展 如何判断两个物体间是否存在弹力 (1)根据弹力产生的条件判断，即看物体间 是否直接接触以及物体是否发生弹性形变 (2)用假设法判断当弹力的存在与否难以 根据第一点直接判断时，可以假设两个物体 之间弹 力不存在，看物体是否还能保持现 在的状态，如果能说明则没有弹力，否则 就是有弹力 (3)根据“物体的运动状态”分析对物体 进行受力分析，判断需不需要弹力，物体才 能保持现在的运动状态 注意：弹力是接触力，但不是所有相互接触 的物体之间都存在弹力，物体发生弹性形 变是产生弹力的必要条件 题型一 对重力和重心的理解 例1 如图2所示，两辆车 在以相同的速度做 匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你 可以得出的结论 是 ( ) 图2 解析 物体各部分都受重力作用，但可以 认为物体各部分所受重力集中于一点，这个 点就是物体的重心，A正确；重力的方向总 是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向 下，B错误；从图中可以看出，汽车(包括货 物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位 置就发生了变化，C正确；力不是使物体运 动的原因，而是使物体发生形变或产生加速 度的原因，D错误 答案 AC 题后反思：正确理解力的概念，掌握重力方 向竖直向下，垂直水平面向下，但不一定垂 直接触面.因为接触面不一定水平.明确重心 的位置与物体的形状和质量有关. 质量为2 kg的物体被一根细绳悬 吊在天花板 下静止(g取9.8 N/kg)，则以下说法正确的是 ( ) A物体重力大小等于19.6 N B物体对绳 的拉力与物体重力的大小、方向 均相同，所以它们是同一个力 C剪断细绳 后，物体不受任何力的作用 D物体的各部分中，只有重心处受重力 解析：由重力和质量的关系可知Gmg 29.8 N19.6 N，A选项正确 判断两个力是否是同一个力不能仅看大小、 方向是否相同，还要看作用点、性质等因素 物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受 力物体是绳，作用点在绳上，属于弹力，而 重力的施力物体是地球，受力物体是该物体 ，作用点在该物体上，它们不是同一个力， B选项不正确 剪断细绳后，物体仍然受重力作用，C选项 不正确 物体的各部分都受重力，从“效果”上看跟 重力作用在重心一样，D选项不正确 答案：A 题型二 弹力的分析和计算 例2 (2010辽宁丹东模拟)如图3所示，小车 上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端 固定着一个质量为m的球试分析下列情况 下杆对球的弹力的大小和方向 (1)小车静止； (2)小车以加速度a水平向右运动 解析 (1)小车静止时，根据物体平衡条件 知，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大 小等于球的重力mg. 图3 图4 (2)选小球为研究对象，小车以加速度a向右 运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一 定水平向右，此时，弹力F的方向一定指向 右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方 向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速 度假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹 角为(如图4所示)，根据牛顿第二定律有 题后反思：接触面间的弹力方向一定垂直于 接触面，但固定在杆上的物体所受的弹力其 大小和方向都是可变的，其方向可能沿杆也 可能不沿杆，故需利用平衡条件或牛顿第二 定律来分析计算. 在下图中，a、b(a、b均处于静止状态)间一定 有弹力的是 ( ) 解析：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， 显然与题设要求不符，故A选项中a、b间无 弹力作用同理，C选项中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所受的合外力不为零，即b不可能处于 静止状态B选项，假设b对a没有弹力，则a 所受的合外力不为零，将不可能静止，故a 、b间必须存在弹力故选B. 答案：B 题型三 弹簧弹力的计算 图5 例3 如图5所示，劲度系数为k1的轻弹 簧 两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲 度系数为k2的轻弹 簧上端与物块2拴接，下 端压在桌面上(不拴接)，整个系统处 于平衡 状态现施力将物块1缓慢竖直上提，直到 下面那个弹簧的下端刚脱离桌面在此过程 中，物块2向上移动了多少？物块1向上移 动了多少？ 题后反思：(1)本题以平衡条件、胡克定律等 知识为依据，考查物理规律的灵活应用及处 理复杂物理过程的能力. (2)因为弹簧的弹力 F与形变量x成正比，所以当弹簧在原基础上 再伸长(或缩短)x时，弹力的改变量 F=kx. 图6 图7 如图6所示，劲度系数为k2的轻质弹 簧，竖 直放在桌面上，上面压一质量为m的物块， 劲度系数为k1的轻质弹 簧竖直地放在物块 上面，其下端与物块上表面连接在一起，现 想使物块在静止时，下面弹簧承受物重的 2/3，应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多 大的距离？ 1如图8所示，四个完全相同的弹簧都处于 水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力 作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左 端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块， 物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端 拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动 若认为弹 簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依 次表示四个弹簧的伸长量，则有 ( ) 图8 Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4 解析：由于弹簧质量不考虑，所以四种情况下弹簧的 伸长量只由力F决定，力F相同，则弹簧伸长量相同，所以 D选项正确 答案：D 2.(2008.广东高考)如图9所示，质量为m的物 体悬挂在轻质 支架上，斜梁OB与竖直方向 的夹角为.设水平横梁OA和斜梁OB作用于 O点的弹力分别为 F1和F2，以下结果正确的 是 ( ) 图9 图10 解析：分析O点受力如图10所示，由共点力 的平衡知识可得F1mgtan，F2mg/cos， 故D正确，A、B、C错误 答案：D 3.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限 度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m ；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则 弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 ( ) AL00.02 m k500 N/m BL00.10 m k500 N/m CL00.02 m k250 N/m DL00.10 m k250 N/m 解析：由Fkx可得15k(0.16L0) 20k(0.18L0) 联立得k250 N/m，L00.10 m D正确，A、B、C错误 答案：D 图11 4.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动 ，小球通过细绳 与车顶 相连小球某时刻正 处于图示状态设斜面对小球的支持力为N ，细绳对 小球的拉力为T，关于此时刻小球的 受力情况，下列说法正确的是 ( ) A若小车向左运动，N可能为零 B若小车向左运动，T可能为零 C若小车向右运动，N不