高考物理一轮复习 第2章 第1讲 重力 弹力课件.ppt

第1讲重力弹力 1 重力 1 产生 由于的吸引而使物体受到的力 2 大小 与物体的质量成 即g 可用测量重力 3 方向 总是的 4 重心 其位置与物体的分布和有关 形变 弹性 考纲要求 地球 正比 mg 弹簧测力计 竖直向下 质量 形状 2 弹力 1 形变 物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变 2 弹性 弹性形变 有些物体在形变后撤去作用力时能够的形变 弹性限度 当形变超过一定限度时 撤去作用力后 物体不能完全恢复原来的 这个限度叫弹性限度 恢复原状 形状 3 弹力 定义 发生弹性形变的物体 由于要 会对与它接触的物体产生力的作用 产生条件物体相互且发生 方向 弹力的方向总是与施力物体形变的方向 恢复原状 接触 弹性形变 相反 判断正误 正确的划 错误的划 1 重力的方向竖直向下 但不一定与接触面垂直 2 物体所受弹力方向与自身形变的方向相同 3 绳 杆的弹力方向一定沿绳 杆 4 面面接触 或点面接触 的物体间的弹力垂直于面 或切面 并指向受力物体 答案 1 2 3 4 1 内容 弹簧发生时 弹力的大小f跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成 2 表达式 f 1 k是弹簧的 单位为n m k的大小由弹簧 决定 2 x是弹簧长度的 不是弹簧形变以后的长度 胡克定律 考纲要求 弹性形变 正比 劲度系数 自身性质 变化量 kx 1 多选 如图2 1 1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 基础自测 图2 1 1 a 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b 重力的方向总是垂直向下的c 物体重心的位置与物体形状或质量分布有关d 力是使物体运动的原因 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 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 所以a正确 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 故c正确 力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因 所以d错误 答案ac 2 单选 玩具汽车停在模型桥面上 如图2 1 2所示 下列说法正确的是 a 桥面受向下的弹力 是因为桥梁发生了弹性形变b 汽车没有发生形变 所以汽车不受弹力c 汽车受向上的弹力 是因为桥梁发生了弹性形变d 汽车受向上的弹力 是因为汽车发生了形变 图2 1 2 解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变 b错 由于桥面发生弹性形变 所以对汽车有向上的弹力 c对 d错 由于汽车发生了形变 所以对桥面产生向下的压力 a错 答案c 3 单选 在图中 a b均处于静止状态 则a b之间一定有弹力的是 解析假设将与研究对象接触的物体逐一移走 如果研究对象的状态发生变化 则表示它们之间有弹力 如果状态无变化 则表示它们之间无弹力 四个选项中当b选项中的b物体移走后 a物体一定会摆动 所以b选项中a b间一定有弹力 答案b 4 单选 在半球形光滑碗内斜搁一根筷子 如图2 1 3所示 筷子与碗的接触点分别为a b 则碗对筷子a b两点处的作用力方向分别为 a 均竖直向上b 均指向球心oc a点处指向球心o b点处竖直向上d a点处指向球心o b点处垂直于筷子斜向上 图2 1 3 解析碗对筷子a b两点处的作用力属于弹力 而接触的弹力总是垂直于接触面 因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键 在a点处 当筷子滑动时 筷子与碗的接触点在碗的内表面 半球面 上滑动 所以在a点处的接触面是球面在该点的切面 此处的弹力与切面垂直 即指向球心o 在b点处 当筷子滑动时 筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动 所以在b点处的接触面与筷子平行 此处的弹力垂直于筷子斜向上 故选项d正确 答案d 答案d 1 弹力有无的判断 四法 1 条件法 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力 此方法多用来判断形变较明显的情况 2 假设法 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 若运动状态不变 则此处不存在弹力 若运动状态改变 则此处一定有弹力 3 状态法 根据物体的运动状态 利用牛顿第二定律或 共点力平衡条件判断弹力是否存在 热点一弹力的有无及方向的判断 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 看能否发生形态的变化 若发生形变 则此处一定有弹力 2 弹力方向的确定 典例1 如图2 1 4所示 在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球 小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等 盒子沿倾角为 的固定斜面滑动 不计一切摩擦 下列说法中正确的是 a 无论盒子沿斜面上滑还是下滑 球都仅对盒子的下底面有压力b 盒子沿斜面下滑时 球对盒子的下底面和右侧面有压力c 盒子沿斜面下滑时 球对盒子的下底面和左侧面有压力d 盒子沿斜面上滑时 球对盒子的下底面和左侧面有压力 图2 1 4 解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象 无论上滑还是下滑 用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a gsin 方向沿斜面向下 由于盒子和小球始终保持相对静止 所以小球的加速度大小也是a gsin 方向沿斜面向下 小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力 因此不需要左 右侧面提供弹力 故选项a正确 答案a 跟踪短训 1 画出下图2 1 5中物体a所受弹力的示意图 所有接触面均光滑 图2 1 5 答案 弹力大小的计算方法 1 对于难以观察的微小形变 可以根据物体的受力情况和运动情况 运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小 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f k x计算 热点二弹力大小的计算 典例2 图2 1 6所示为位于水平面上的小车 固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 在斜杆的下端固定有质量为m的小球 下列关于杆对球的作用力f的判断中 正确的是 a 小车静止时 f mgsin 方向沿杆向上b 小车静止时 f mgcos 方向垂直于杆向上c 小车向右做匀速运动时 一定有f mg 方向竖直向上d 小车向右做匀加速运动时 一定有f mg 方向可能沿杆向上 图2 1 6 审题指导审题关键词 固定曲杆 杆发生微小弹性形变 杆上的弹力方向具有多种可能性 需借助相关物体的运动状态来判断 不能直接判断 解析小球受重力和杆的作用力f处于静止或匀速运动状态时 由力的平衡条件知 二力必等大反向 有f mg 方向竖直向上 小车向右做匀加速运动时 小球有向右的恒定加速度 根据牛顿第二定律知 mg和f的合力应水平向右 如图所示 由图可知 f mg 方向可能沿杆向上 答案cd 反思总结轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同 绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向 但杆的弹力方向不一定沿杆的方向 其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定 可以理解为 按需提供 即为了维持物体的状态 由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向 杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力 2 如图2 1 7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 图2 1 7 弹簧的左端固定在墙上 弹簧的左端受大小也为f的拉力作用 弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 弹簧的左端拴一小物块 物块在有摩擦的桌面上滑动 若认为弹簧质量都为零 以l1 l2 l3 l4依次表示四个弹簧的伸长量 则有 a l2 l1b l4 l3c l1 l3d l2 l4 解析弹簧伸长量由弹簧的弹力 f弹 大小决定 由于弹簧质量不计 这四种情况下 f弹都等于弹簧右端拉力f 因而弹簧伸长量均相同 故选d项 答案d 模型阐述轻杆 轻绳 轻弹簧都是忽略质量的理想模型 与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位 且涉及的情景综合性较强 物理过程复杂 能很好地考查学生的综合分析能力 是高考的常考问题 物理建模1 轻杆 轻绳 轻弹簧模型 自由杆和固定杆中的弹力方向 典例1 甲 乙两图中的杆都保持静止 试画出甲 乙两图o点受杆的作用力的方向 o为结点 图2 1 8 解析甲为自由杆 受力一定沿杆方向 如下图甲所示的fn1 乙为固定杆 受力由o点所处状态决定 此时受力平衡 由平衡条件知杆的支持力fn2的方向与mg和f1的合力方向相反 如下图乙所示 答案如解析图所示 图2 1 9 答案c 反思总结如何理解理想化模型 轻弹簧 与 橡皮筋 1 弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律f kx x是指形变量 2 轻 即指弹簧 或橡皮筋 的重力不计 所以同一弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等 3 弹簧既能受拉力 也能受压力 沿弹簧轴线 分析弹簧问题时一定要特别注意这一点 而橡皮筋只能受拉力作用 4 弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变 但当将弹簧 或橡皮筋 剪断时 其弹力立即消失 即学即练 2013 石家庄质检 18 如图2 1 10所示 一个 y 形弹弓顶部跨度为l 两根相同的橡皮条自由长度均为l 在两橡皮条的末端用一块软羊皮 长度不计 做成裹片 若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律 且劲度系数为k 发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2l 弹性限度内 则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为 图2 1 10 答案d 附 对应高考题组 答案c 2 2011 山东卷 19 如图所示 将两相同的木块a b置于粗糙的水平地面上 中间用一轻弹簧连接 两侧用细绳系于墙壁 开始时a b均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均有拉力 a所受摩擦力ffa 0 b所受摩擦力ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 a ffa大小不变b ffa方向改变c ffb仍然为零d ffb方向向右 解析剪断右侧绳的瞬间 右侧细绳上拉力突变为零 而弹簧对两木块的拉力没有发生突变 与原来一样 所以b对地面有向左的运动趋势 受到静摩擦力ffb方向向右 c错误 d正确 剪断右侧绳的瞬间 木块a受到的各力都没有发生变化 a正确 b错误 答案ad 3 2012 山东基本能力 85 力是物体间的相互作用