高考物理一轮复习 第2章 相互作用 基础课时3 重力 弹力课件.ppt

高考导航 基础课时3重力弹力 知识梳理 知识点一 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 5 重心位置的确定质量分布均匀的规则物体 重心在其 对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板 重心可用 确定 正比 mg 弹簧测力计 竖直向下 质量 形状 几何中心 悬挂法 地球 特别提醒重力是由于地球的吸引而产生的力 但它并不等于地球对物体的引力 重力是地球对物体的万有引力的一个分力 知识点二 形变 弹性 胡克定律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 1 弹性形变 有些物体在形变后撤去作用力时能够 的形变 2 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 3 弹力 1 定义 发生弹性形变的物体 由于要 对与它接触的物体会产生力的作用 这种力叫做弹力 恢复原状 形状 恢复原状 2 产生条件物体相互 且发生 3 方向 弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向 4 胡克定律 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 k是弹簧的 单位为n m k的大小由弹簧 决定 x是 但不是弹簧形变以后的长度 接触 弹性形变 相反 弹性形变 正比 kx 自身性质 形变量 劲度系数 思考 试分析图1中半圆柱体上a b c三点所受的弹力方向 图1 诊断自测 1 下列关于重力和重心的说法正确的是 a 物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力b 重力的方向总是指向地心c 用细线将重物悬挂起来 静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上d 重心就是物体所受重力的等效作用点 故重心一定在物体上解析重力是由于地球的吸引而产生的 但不是地球的吸引力 选项a错误 重力的方向竖直向下 选项b错误 由平衡条件可知 细线拉力和重力平衡 重心在重力作用线上 选项c正确 重心位置跟物体的形状 质量分布有关 是重力的等效作用点 但不一定在物体上 如球壳 其重心就不在球壳上 选项d错误 c 2 把一木块放在水平桌面上保持静止 下面说法正确的是 a 木块对桌面的压力就是木块受到的重力 施力物体是地球b 木块对桌面的压力是弹力 是由于桌面发生形变而产生的c 木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡d 木块对桌面的压力与木块所受的重力大小相等 解析木块放在水平桌面上保持静止 木块对桌面的压力大小等于木块重力的大小 但不能说木块对桌面的压力就是木块的重力 因为两者产生的原因 施力物体和受力物体等都不同 压力的施力物体是木块 故选项a错误 木块对桌面的压力是弹力 是由于木块发生形变而产生的 故选项b错误 木块保持静止是由于桌面对木块的支持力与木块受到的重力二力平衡 故选项c错误 木块放在水平桌面上保持静止 由平衡条件和牛顿第三定律分析得知 木块对桌面的压力在数值上等于木块重力的大小 故选项d正确 答案d 3 如图2球a在斜面上 被竖直挡板挡住而处于静止状态 关于球a所受的弹力 以下说法正确的是 图2 a a物体仅受一个弹力作用 弹力的方向垂直斜面向上b a物体受两个弹力作用 一个水平向左 一个垂直斜面向下c a物体受两个弹力作用 一个水平向右 一个垂直斜面向上d a物体受三个弹力作用 一个水平向右 一个垂直斜面向上 一个竖直向下 解析球a受重力竖直向下 与竖直挡板和斜面都有挤压 斜面给它一个支持力 垂直斜面向上 挡板给它一个弹力 水平向右 故选项c正确 答案c 4 多选 弹簧的原长为10cm 当挂上一个50g的钩码时 弹簧的长度变为12cm 当在原钩码下再挂一个同样的钩码时 弹簧仍处于弹性限度内 下列说法中正确的是 取g 10m s2 a 弹簧的长度变为24cmb 弹簧的劲度系数为25n mc 弹簧共伸长了4cmd 弹簧共伸长了2cm 答案bc 考点一弹力的有无及方向的判断 例1 如图3所示 固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 在斜杆下端固定有质量为m的小球 下列关于杆对球的作用力f的判断中 正确的是 图3 思路点拨 答案d 拓展延伸 在 例1 中 若小车以加速度a向左加速运动 求杆对球的作用力f的大小及方向 方法提炼1 弹力有无的判断 三法 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 2 弹力方向的判断方法 1 根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断 2 根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向 变式训练 1 如图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 图4 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 考点二弹力的计算 例2 如图5所示 两个弹簧的质量不计 劲度系数分别为k1 k2 它们一端固定在质量为m的物体上 另一端分别固定在q p上 当物体平衡时上面的弹簧处于原长 若把固定的物体换为质量为2m的物体 弹簧的长度不变 且弹簧均在弹性限度内 当物体再次平衡时 物体比第一次平衡时的位置下降了x 则x为 图5 答案a 方法提炼弹力大小计算的三种方法 1 根据力的平衡条件进行求解 2 根据牛顿第二定律进行求解 3 根据胡克定律进行求解 变式训练 2 根据胡克定律求弹力 2016 湖北荆门调研 如图6所示 将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上 然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐 使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧下端挂一个50g的砝码时 指针示数为l1 3 40cm 当弹簧下端挂两个50g的砝码时 指针示数为l2 5 10cm g取9 8m s2 由此可知 图6 a 弹簧的原长是1 70cmb 仅由题给数据无法获得弹簧的原长c 弹簧的劲度系数是25n md 由于弹簧的原长未知 无法算出弹簧的劲度系数解析设弹簧原长为l0 由胡克定律得k l1 l0 mg k l2 l0 2mg 解得l0 1 70cm k 29n m a正确 答案a 3 利用平衡条件求弹力 如图7所示 轻弹簧两端分别固定质量为ma mb的小球a b 通过两根细线将小球吊在水平天花板上 已知两球均处于静止状态 两细线与水平方向的夹角均为 弹簧轴线沿水平方向 以下说法正确的是 图7 a a球所受细线的拉力大小为magsin b a b两球所受细线的拉力大小不一定相等c b球所受弹簧弹力的大小为mbgtan d a b球的质量大小关系一定满足ma mb 答案d 1 多选 2016 上海普陀区期中 关于物体所受的重力 以下说法中正确的是 a 重力就是地球对物体的吸引力 作用点就是重心 且重心一定在物体上b 重力的方向就是物体自由下落的方向c 重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出d 在不同地点 质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小 解析重力是由于地球对物体的吸引产生的 但由于地球自转的影响 通常情况下重力只是地球对物体引力的一部分 重心是重力的作用点 对空心物体而言 重心可能就不在物体上 选项a错误 将物体由静止释放 只在重力作用下时自由下落 故重力的方向就是物体自由下落的方向 选项b正确 天平称量的是物体的质量而非重力 选项c错误 由公式g mg可知 重力g的大小由质量m和重力加速度g共同决定 由于不同地点g值可能不同 因此选项d正确 答案bd 2 体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球 如图8所示 试分析篮球与水平地面作用时 地面对篮球的弹力方向 图8a 斜左上b 斜右上c 竖直向上d 竖直向下解析地面对物体弹力方向一直都是垂直于地面向上的 c符合题意 答案c 3 2016 江苏南京模拟 如图9所示 物体a和b处于静止状态 重力分别为9n和4n 不计弹簧测力计和细线的重力 不考虑摩擦 弹簧测力计的读数是 图9a 9nb 4nc 5nd 13n解析由题图可知细线中拉力大小等于b的重力 而弹簧两侧受力相等 弹簧测力计的读数等于弹簧测力计受到的拉力 所以读数为4n 答案b 4 多选 如图10所示 水平轻杆的一端固定在墙上 轻绳与竖直方向的夹角为37 小球的重力为12n 轻绳的拉力为10n 水